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1、(10)申请公布号 CN 103086351 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103086351 A *CN103086351A* (21)申请号 201210409491.6 (22)申请日 2010.12.27 201010607353.X 2010.12.27 C01B 31/02(2006.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) B01J 23/755(2006.01) B01J 23/745(2006.01) B01J 23/75(2006.01) B01J 35/02(2006.01) (71)申请人 清华大学 地。
2、址 100084 北京市海淀区清华大学清 华 - 富士康纳米科技研究中心 401 室 申请人 鸿富锦精密工业 （深圳） 有限公司 (72)发明人 姜开利 范守善 (54) 发明名称 碳纳米管复合结构 (57) 摘要 本发明提供一种碳纳米管复合结构， 其中， 所 述碳纳米管复合结构包括一第一碳纳米管结构及 第二碳纳米管结构， 所述第一碳纳米管结构包括 多个碳纳米管沿同一方向择优取向延伸并通过范 德华力首尾相连， 所述第二碳纳米管结构包括多 个碳纳米管设置于所述第一碳纳米管结构的一表 面， 并且所述第二碳纳米管结构中每一碳纳米管 的根部与所述第一碳纳米管结构表面相连， 端部 向远离所述第一碳纳米管。
3、结构的方向延伸。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103086351 A CN 103086351 A *CN103086351A* 1/1 页 2 1. 一种碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述碳纳米管复合结构包括一第一碳纳米管 结构及第二碳纳米管结构， 所述第一碳纳米管结构包括多个碳纳米管沿同一方向择优取向 延伸并通过范德华力首尾相连， 且所述第一碳纳米管结构中分散有多个催化剂颗粒， 所述 第二碳纳米。
4、管结构包括多个碳纳米管设置于所述第一碳纳米管结构的一表面， 并且所述第 二碳纳米管结构中每一碳纳米管的根部与所述第一碳纳米管结构表面相连， 端部向远离所 述第一碳纳米管结构的方向延伸。 2. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述多个催化剂颗粒分散于 通过范德华力首尾相连的碳纳米管与碳纳米管之间的连接处。 3. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述催化剂颗粒沿第一碳纳 米管结构中碳纳米管的延伸方向上等间距排列。 4. 如权利要求 3 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 在沿所述第一碳纳米管结构 中碳纳米管的延伸方向上， 所述第二碳纳米管结构中的。
5、碳纳米管等间距排列。 5. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述第二碳纳米管结构中的 碳纳米管的根部与催化剂颗粒相连。 6. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述第二碳纳米管结构中的 碳纳米管的长度相同。 7. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述第二碳纳米管结构中所 述碳纳米管远离第一碳纳米管结构的端部位于同一平面。 8. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述第二碳纳米管结构中的 碳纳米管垂直于第一碳纳米管结构的表面。 9. 如权利要求 1 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述第一碳纳米管。
6、结构包括 多个层叠设置的碳纳米管膜， 相邻两层碳纳米管膜之间通过范德华力紧密结合。 10. 如权利要求 9 所述的碳纳米管复合结构， 其特征在于， 所述多个层叠设置的碳纳米 管膜中， 相邻两层碳纳米管膜彼此交叉排列。 权 利 要 求 书 CN 103086351 A 2 1/6 页 3 碳纳米管复合结构 技术领域 0001 本发明涉及一种碳纳米管复合结构。 背景技术 0002 1991 年， 日 本 NEC 公 司 研 究 人 员 意 外 发 现 碳 纳 米 管， 请 参 见 ： “Helical microtubules of graphitic carbon“, S. Iijima, Na。
7、ture, vol.354, p56 (1991)， 因为 碳纳米管的优异特性， 其潜在的应用一直受到人们广泛关注， 尤其是在电子领域， 由于碳纳 米管的直径极小， 大约几纳米至十几纳米， 在较小的电场作用下就可以从其尖端发射电子， 因而可用作场发射阴极。 0003 近年来， 人们在纳米材料及其应用领域进行各种研究， 尤其是对碳纳米管的生长 方法及其应用。例如， 李康雨等人于 2005 年 10 月 12 日申请于 2009 年 12 月 9 日公告的 公告号为 CN100568436 的中国专利揭示了一种碳纳米管发射器件的制备方法， 此发明利用 PECVD（等离子体增强化学气相沉积） 法在第。
8、一碳纳米管表面生长出垂直第一碳纳米管表面 的第二碳纳米管， 其包括下列步骤 ： 先在形成有催化剂材料层的第一基板上生长多个第一 碳纳米管， 然后， 从所述第一基板分离所述第一碳纳米管并将分离的碳纳米管浸入分散溶 液， 最后用所述分散溶液涂覆第二基板并且烘焙所述第二基板， 使所述第一碳纳米管固定 于第二基板， 然后从所述第一碳纳米管表面的催化剂颗粒上生长碳纳米管。 0004 但是， 由于此发明需要将第一碳纳米管从第一基板上通过超声波分离， 再浸入分 散溶液进行分散， 然后再涂覆于第二基板并烘焙， 制备方法繁琐， 工艺复杂。 并且， 由于分散 后的第一碳纳米管浸入分散溶液后， 附着在第一碳纳米管的。
9、催化剂颗粒会从碳纳米管表面 脱落而减少， 从而在制备碳纳米管发射器的过程中由于催化剂的不足而只能在第一碳纳米 管上得到极少量的碳纳米管。 发明内容 0005 有鉴于此， 确有必要提供一种方法简单易行的碳纳米管复合结构。 0006 一种碳纳米管复合结构， 其中， 所述碳纳米管复合结构包括一第一碳纳米管结构 及第二碳纳米管结构， 所述第一碳纳米管结构包括多个碳纳米管沿同一方向择优取向延伸 并通过范德华力首尾相连， 所述第一碳纳米管结构中分散有多个催化剂颗粒， 所述第二碳 纳米管结构包括多个碳纳米管设置于所述第一碳纳米管结构的一表面， 并且所述第二碳纳 米管结构中每一碳纳米管的根部与所述第一碳纳米管。
10、结构表面相连， 端部向远离所述第一 碳纳米管结构的方向延伸。 0007 相较于现有技术， 利用从碳纳米管阵列中直接拉取获得一第一碳纳米管结构， 然 后设置于一基底上， 从而在第一碳纳米管结构表面生长碳纳米管， 制备方法简单易行， 适合 在工业上批量生长 ； 并且由于没有经过分散溶液的洗涤分散， 因此第一碳纳米管结构表面 可以保留更多的催化剂颗粒， 从而可以直接在第一碳纳米管结构表面得到更多的碳纳米 管。 说 明 书 CN 103086351 A 3 2/6 页 4 附图说明 0008 图 1 为本发明提供的碳纳米管复合结构的制备方法的流程图。 0009 图 2 为本发明提供的碳纳米管复合结构的。
11、制备方法制备的第一碳纳米管结构的 结构示意图。 0010 图 3 为本发明提供的碳纳米管复合结构的制备方法中所述碳纳米管复合结构设 置在基底表面的结构示意图。 0011 图 4 为本发明提供的碳纳米管复合结构的结构示意图。 0012 图 5 为本发明提供的碳纳米管复合结构的扫描电镜照片。 0013 主要元件符号说明 碳纳米管复合结构200 第一碳纳米管结构212 催化剂颗粒213 第二碳纳米管结构214 基底220 如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。 具体实施方式 0014 下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。 0015 请参阅图1至图4， 图1为本发明提供的碳纳米管复。
12、合结构200的制备方法的工艺 流程图。所述碳纳米管复合结构 200 的制备方法主要包括以下步骤 ： 步骤 S11， 提供一基底， 在基底表面生长碳纳米管阵列， 优选地， 该阵列为超顺排碳纳米 管阵列。 0016 本实施例中， 超顺排碳纳米管阵列的制备方法采用化学气相沉积法， 其具体步骤 包括 ： 步骤 S111， 提供一平整光滑的基底。 0017 所述基底可选用硅基底， 或选用形成有氧化层的硅基底， 也可选用其他耐高温且 不易发生反应的材料， 如石英等。本实施例优选为 4 英寸的硅基底。所述基底表面可以经 过机械抛光、 电化学抛光等方法处理， 以保证其平整光滑以适应生长碳纳米管阵列的需要。 0。
13、018 步骤 S112， 在所述基底的一表面沉积一催化剂层， 并将形成有所述催化剂层的基 底在空气中退火。其具体包括以下步骤 ： 首先， 在所述基底的表面沉积一催化剂层。 所述催化剂层可采用电子束蒸镀、 溅射或液 体涂敷等方法将沉积在基底的表面， 使其形成 410nm 厚催化剂层， 所述催化剂层材料可选 用铁 （Fe） 、 钴 （Co） 、 镍 （Ni） 或其任意组合的合金之一。 0019 其次， 将形成有催化剂层的基底在空气中退火。所述退火温度为 700 900， 退 火时间为 30 90 分钟， 使催化剂层中的催化剂形成分散的纳米级的催化剂颗粒。 0020 步骤 S113， 将经过上述处理。
14、的基底置入反应炉中， 通入保护气体及碳源气体并加 热， 在所述基底的表面生长碳纳米管阵列。具体地， 先通入保护气体一定时间后， 再向反应 炉内通入碳源气体， 并加热所述基底， 在基底表面生长碳纳米管阵列。所述保护气体为氮 气、 氩气或其它惰性气体中的一种或几种， 本实施例中保护气体优选的为氩气。 所述碳源气 说 明 书 CN 103086351 A 4 3/6 页 5 体可为甲烷、 乙烷、 乙炔及乙烯等化学性质活泼的碳氢化合物中的一种或几种的混合物， 本 实施例优选的为甲烷。所述加热温度为 500 740， 通入碳源气体反应约 560 分钟， 生 长得到碳纳米管阵列， 所述碳纳米管阵列中碳纳米。
15、管的高度约为 200 400 微米。 0021 可以理解， 所述碳纳米管阵列包括多壁碳纳米管阵列、 双壁碳纳米管阵列或单壁 碳纳米管阵列。所述通过化学气相沉积法生长碳纳米管阵列时， 催化剂颗粒可以位于碳纳 米管的顶端也可以位于碳纳米管的底端， 即生长碳纳米管可以是顶端生长或底端生长。生 长碳纳米管阵列的基底的形状与尺寸不限， 形状可以是平板形、 曲面型或其他形状， 尺寸不 限于 4 英寸可以是 8 英寸、 12 英寸等。 0022 步骤 S12， 从通过上述方法制备的碳纳米管阵列中， 选取一定宽度的碳纳米管片 段， 利用一拉伸工具以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列生长方向拉伸该多个碳纳米管 片。
16、断， 形成一碳纳米管膜， 所述碳纳米管膜包括多个通过范德华力首尾相连的碳纳米管以 及分散的催化剂颗粒 213。 0023 在上述拉伸多个碳纳米管片断形成碳纳米管膜的过程中， 本实施例采用具有一定 宽度的胶带、 镊子或夹子接触碳纳米管阵列以选定一具有一定宽度的多个碳纳米管 ； 以一 定速度拉伸该选定的碳纳米管， 该拉取方向沿基本垂直于碳纳米管阵列的生长方向。从而 形成首尾相连的多个碳纳米管片段， 进而形成一连续的碳纳米管膜。 在上述拉伸过程中， 该 多个碳纳米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离基底的同时， 由于范德华力作用， 该 选定的多个碳纳米管片段分别与其他碳纳米管片段首尾相连地连续地被拉。
17、出， 从而形成一 连续、 均匀且具有一定宽度的碳纳米管膜。该碳纳米管膜的宽度与碳纳米管阵列所生长的 基底的尺寸有关， 该碳纳米管膜的长度不限， 可根据实际需求制得。 本实施例中所述碳纳米 管膜的宽度可为 1cm10cm， 厚度为 0.01100 微米。可以理解， 当该碳纳米管膜的宽度较宽 的情况下， 可以形成碳纳米管膜 ； 而在所述碳纳米管膜宽度很窄的情况下， 可以形成碳纳米 管线。 0024 如图 2 所示， 所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳 纳米管的轴向为沿同一方向择优取向延伸。 所述择优取向是指在碳纳米管膜中大多数碳纳 米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且， 。
18、所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平 行于碳纳米管膜的表面。进一步地， 所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华力首尾 相连。具体地， 所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管 与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然， 所述碳纳米管膜中存在少 数随机排列的碳纳米管， 这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向延 伸构成明显影响。所述自支撑为碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑， 而只要相对两边提 供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态， 即将该碳纳米管膜置于 （或固定于） 间隔一 定距离设置的两个支撑体上时， 位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能。
19、够悬空保持自身膜状 状态。 所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸的碳纳米 管而实现。 0025 具体地， 所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管， 并非绝对的直 线状， 可以适当的弯曲 ； 或者并非完全按照延伸方向上延伸， 可以适当的偏离延伸方向。因 此， 不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可 能存在部分接触。进一步地， 所述碳纳米管膜包括多个首尾相连且定向延伸的碳纳米管片 说 明 书 CN 103086351 A 5 4/6 页 6 段， 碳纳米管片段两端通过范德华力相互连接。该碳纳米管片段包括多个相互平行排列的 碳。
20、纳米管。该碳纳米管片段具有任意的长度、 厚度、 均匀性及形状。 0026 同时， 在所述拉伸形成碳纳米管膜的过程中， 基底上的催化剂颗粒 213 会吸附于 所述碳纳米管的一端， 从而从所述基底上分离， 并分散在整个碳纳米管膜中， 并且所述催化 剂颗粒 213 基本分散于通过范德华力首尾相连的两根碳纳米管之间。由于通过上述方法制 备的碳纳米管阵列中的碳纳米管具有基本相同的长度， 从而所述碳纳米管片段的长度基本 相同， 因此， 在拉伸过程中， 催化剂颗粒 213 均匀分散于拉伸的碳纳米管膜中， 即， 在沿碳纳 米管延伸的方向上， 所述催化剂颗粒 213 基本以相同的间隔分散于通过范德华力首尾相连 。
21、的碳纳米管与碳纳米管之间的连接处。 0027 步骤 S13， 提供一平整光滑的另一基底 220， 将通过上述方法制备的至少一碳纳米 管膜设置于基底 220 表面形成一第一碳纳米管结构 212。 0028 如图 3 及图 4 所示， 所述基底 220 与 S11 中所述基底材料相同， 所述第一碳纳米管 结构 212 粘附于所述基底 220 的一表面， 或者将第一碳纳米管结构 212 平铺于该基底 220 上， 然后利用一固定装置 （图未示） 固定于所述第一碳纳米管结构212两端， 从而将所述第一 碳纳米管结构212固定于所述该基底220的表面。 另外， 也可将所述第一碳纳米管结构212 悬空设置。
22、于所述基底 220 的表面， 所述悬空设置可通过在基底 220 上设置两间隔设置的支 撑体， 所述支撑体的形状不限， 只需具有一平面， 可使所述第一碳纳米管结构 212 的两端分 别平铺粘附即可， 然后将该第一碳纳米管结构 212 两端分别设置于该平面。 0029 进一步的， 可将多层第一碳纳米管结构 212 层叠设置于所述基底 220 的表面。当 所述多层第一碳纳米管结构 212 层叠设置时， 相邻两层第一碳纳米管结构 212 之间通过范 德华力紧密结合， 并且相邻两层第一碳纳米管结构 212 中碳纳米管的择优取向延伸方向形 成一夹角 ， 其中 0 90。当 =0时， 所述相邻两层第一碳纳米。
23、管结构 212 可 称之为彼此同向排列 ； 当090时， 所述相邻两层第一碳纳米管结构212可称之为 彼此交叉排列。所述多层第一碳纳米管结构 212 层叠设置可以提高其强度， 可更好的保持 其形状和结构。本实施例优选彼此交叉排列的多层第一碳纳米管结构 212。 0030 步骤 S14， 将所述铺设有第一碳纳米管结构 212 的基底 220 置于反应炉中， 通入保 护气体及碳源气体的混合气并加热， 新的碳纳米管会从所述第一碳纳米管结构 212 的表面 生长出来， 形成第二碳纳米管结构 214， 停止加热并停止通入气体， 得到所述碳纳米管复合 结构 200。 0031 具体的， 所述第二碳纳米管结。
24、构 214 中的碳纳米管是生长于所述第一碳纳米管结 构212中的催化剂颗粒213上， 所述碳纳米管具有相对的根部与端部， 所述碳纳米管的根部 与所述催化剂颗粒 213 相连， 端部向远离第一碳纳米管结构 212 的方向延伸。 0032 所述保护气体为氮气、 氩气或其它惰性气体中的一种或几种， 本实施例中保护气 体优选的为氩气。所述碳源气体可为甲烷、 乙烷、 乙炔及乙烯的一种或几种的混合物， 本实 施例优选的为甲烷。进一步的， 可在保护气体中掺入极少量的氧气或水蒸汽， 所述少量氧 气及水蒸汽并不影响所述整个系统的安全性， 并且， 由于所述氧分子及水分子的存在， 可防 止过量的碳原子在催化剂颗粒表。
25、面沉积而导致催化剂颗粒钝化， 从而可以保持催化剂的活 性， 提高生长碳纳米管的生长速度及质量。 0033 所述第二碳纳米管结构 214 通过化学气相沉积法形成， 其具体形成条件与前述碳 说 明 书 CN 103086351 A 6 5/6 页 7 纳米管阵列的条件基本相同。 0034 所述加热温度为500740， 通入碳源气体反应约3060分钟， 生长得到碳纳米 管， 形成第二碳纳米管结构 214， 所述第二碳纳米管结构 214 中碳纳米管的高度约为 200 400 微米。 0035 进一步的， 当所述第一碳纳米管结构212中催化剂颗粒213较少时， 可在所述第一 碳纳米管结构 212 远离所。
26、述基底 220 的表面进一步沉积催化剂颗粒 213。所述催化剂颗粒 213 可通过电子束蒸发、 溅射、 等离子体沉积、 电沉积或者催化剂颗粒混合液涂覆等方法沉 积于所述第一碳纳米管结构 212 的表面， 并且所述催化剂颗粒均匀分散于所述第一碳纳米 管结构 212 表面。 0036 本发明提供的碳纳米管复合结构的制备方法， 利用一拉伸工具从基底直接拉取制 备的碳纳米管阵列， 得到碳纳米管膜， 然后设置于另一基底上形成第一碳纳米管结构， 从而 在第一碳纳米管结构表面生长新的碳纳米管， 形成第二碳纳米管结构， 方法简单易行， 适合 在工业上批量生长 ； 并且由于不需要分散溶液的洗涤分散， 第一碳纳米。
27、管结构表面可以保 留更多的催化剂颗粒， 从而可以直接在第一碳纳米管结构表面得到更多的碳纳米管。 另外， 由于催化剂颗粒主要存在于第一碳纳米管结构中通过范德华力首尾相连的碳纳米管之间 的连接处， 因此， 所述催化剂颗粒的分散较均匀， 从而在第一碳纳米管结构中生长的碳纳米 管可以形成阵列， 以利于其在场发射等领域的应用。 0037 本发明进一步提供一通过上述方法制备的碳纳米管复合结构 200， 如图 4 及图 5 所示， 所述碳纳米管复合结构 200 包括至少一第一碳纳米管结构 212 及第二碳纳米管结构 214， 所述第二碳纳米管结构 214 包括多个碳纳米管， 并且每一碳纳米管一端与所述第一碳。
28、 纳米管结构 212 的表面相连 ； 所述第一碳纳米管结构 212 包括多个沿同一方向择优取向延 伸并通过范德华力首尾相连的碳纳米管。 0038 具体的， 所述第一碳纳米管结构 212 是由若干碳纳米管组成的自支撑结构， 优选 的， 所述第一碳纳米管结构 212 为一碳纳米管拉膜或碳纳米管线。所述若干碳纳米管为沿 同一方向择优取向延伸。所述择优取向是指在第一碳纳米管结构 212 中大多数碳纳米管的 整体延伸方向基本朝同一方向。而且， 所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于第 一碳纳米管结构 212 的表面。进一步地， 所述第一碳纳米管结构 212 中多数碳纳米管是通 过范德华力首尾相连。具。
29、体地， 所述第一碳纳米管结构 212 中基本朝同一方向延伸的大多 数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。 0039 具体地， 所述第一碳纳米管结构 212 中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管， 并 非绝对的直线状， 可以适当的弯曲 ； 或者并非完全按照延伸方向上延伸， 可以适当的偏离延 伸方向。因此， 不能排除第一碳纳米管结构 212 的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中 并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。进一步地， 所述第一碳纳米管结构 212 包括多个 首尾相连且定向延伸的碳纳米管片段， 碳纳米管片段两端通过范德华力相互连接。该碳纳 米管片段包括多个相。
30、互平行排列的碳纳米管。 该碳纳米管片段具有任意的长度、 厚度、 均匀 性及形状。 0040 所述第一碳纳米管结构212进一步包括多个催化剂颗粒213， 所述催化剂颗粒213 吸附于所述碳纳米管的一端， 具体的， 由于所述碳纳米管具有基本相同长度， 因此， 所述催 化剂颗粒 213 均匀分散于所述第一碳纳米管结构 212 中， 即， 在沿碳纳米管延伸的方向上， 说 明 书 CN 103086351 A 7 6/6 页 8 所述催化剂颗粒 213 基本以相同的间隔分散于第一碳纳米管结构中通过范德华力首尾相 连的碳纳米管与碳纳米管之间的连接处。 0041 进一步的， 所述碳纳米管复合结构 200 可。
31、包括多层第一碳纳米管结构 212， 所述多 层第一碳纳米管结构 212 层叠设置形成一体结构， 相邻两层第一碳纳米管结构 212 之间通 过范德华力紧密结合， 并且相邻两层第一碳纳米管结构 212 中碳纳米管的择优取向延伸方 向形成一夹角 ， 其中 0 90。当 =0时， 所述相邻两层第一碳纳米管结构 212 可称之为彼此同向排列 ； 当 0 90时， 所述相邻两层第一碳纳米管结构 212 可 称之为彼此交叉排列。所述多层第一碳纳米管结构 212 层叠设置可以提高其强度， 碳纳米 管复合结构 200 工作过程中可更好的保持其形状和结构。本实施例优选彼此交叉排列的多 层第一碳纳米管结构 212。。
32、 0042 所述第二碳纳米管结构 214 包括多个碳纳米管， 所述多个碳纳米管基本相互平行 且垂直于所述第一碳纳米管结构 212 的表面。所述每一碳纳米管的一端均与第一碳纳米管 结构212的表面相连， 具体的， 所述第二碳纳米管结构214中的碳纳米管是生长于第一碳纳 米管结构 212 中的催化剂颗粒 213 上， 并通过所述催化剂颗粒 213 与所述第一碳纳米管结 构 212 相连， 所述碳纳米管具有相对的根部与端部， 所述碳纳米管的根部与所述第一碳纳 米管结构 212 的表面相连， 所述端部向远离第一碳纳米管结构 212 的方向延伸。并且， 所述 第二碳纳米管结构 214 中的碳纳米管的长度。
33、基本相同， 即所述碳纳米管的端部位于同一个 平面内， 所述端部与第一碳纳米管结构 212 表面之间的距离基本相同。在与第一碳纳米管 结构 212 中碳纳米管的延伸方向平行的方向上， 所述第二碳纳米管结构 214 中的碳纳米管 基本以相同的间距排列。 0043 所述碳纳米管复合结构作为场发射器件可应用于场发射领域， 进一步的， 所述碳 纳米管复合结构可用于热场发射， 当所述碳纳米管复合结构用于热场发射时， 可在第一碳 纳米管结构中通入电流， 利用第一碳纳米管结构产生热量而给第二碳纳米管结构加热， 由 于第一碳纳米管结构具有极小的单位面积比热容， 因而具有非常小的加热功耗和非常快的 响应速度， 进。
34、而可以有效的减小第二碳纳米管结构在场发射中的吸附效应。 0044 另外， 本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化， 当然， 这些依据本发明精 神所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围之内。 说 明 书 CN 103086351 A 8 1/5 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103086351 A 9 2/5 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103086351 A 10 3/5 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103086351 A 11 4/5 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103086351 A 12 5/5 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103086351 A 13 。