采用化学气相沉积法催化热裂甲烷气制备出了多壁碳纳米管,借助阳极氧化法制备的多孔氧化铝模板在硅基底上制备出了碳纳米管阵列,并对制备的样品进行扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜和拉曼光谱表征,综合分析获得了一套完整的制备碳纳米管的工艺参数。同时对碳纳米管的非线性光学特性、拉曼散射和偏振吸收光学特性的初步实验研究。 1.CVD法制备硅基碳纳米管阵列 将实验室现有的激光蒸发制备碳纳米管炉改造为适用于化学气相沉积法制备碳纳米管的电加热炉,采用过渡金属Co、Ni为催化剂,甲烷气为碳源催化热裂解制备碳纳米管,对不同条件下制各的碳纳米管进行高分辨扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱表征。研究了反应气体比例、温度、催化剂和时间等条件对制备碳纳米管的影响。 采用自制的氧化装置,制备了多孔氧化铝模板和硅基底氧化铝模板,对制备的模板进行SEM、AFM和能谱表征,研究了电解液、温度、电压和时间等不同氧化条件对模板参数的影响。 采用CVD催化热裂解甲烷,模板限制法在硅基底上制备了碳纳米管阵列,分别采用三种实验方案:利用模板限制硅基底上沉积Ni颗粒,生长碳纳米管阵列;直接在清洁的硅基底上粒子束溅射Ni颗粒生长碳纳米管阵列:在硅基氧化铝模板孔道中交流电沉积Ni催化剂,生长碳纳米管阵列。比较了各方案的优缺点,对制备的样品进行电镜和拉曼光谱分析。 2.碳纳米管光学性质研究 对制备的多壁碳纳米管做了非线性光学特性、拉曼散射和光偏振吸收特性的实验研究。采用Z-扫描实验装置获得了碳纳米管的测量曲线,碳纳米管表现出很强的光学非线性;采用514.5nm和632.8nm激发光源的拉曼光谱仪对制备的碳纳米管粉体和硅基碳纳米管阵列的拉曼散射进行测量,获得了不同制备条件下制备的样品的拉曼光谱,对各样品的拉曼光谱特征峰进行分析比较,特征峰强度之比IG/ID最高达到3.43,分析了实验条件对碳纳米管结构的影响。测量了碳纳米管对532nm光的偏