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自1991年Iijima发现碳纳米管以来，碳纳米管以其独特的物理和化学性能，迅速成为化学、物理、材料和电子科学等领域的研究热点。碳纳米管在纳米材料和纳米电子学等领域中具有很多潜在应用，其中在纳米电子学领域最有希望近期投入的是场发射特性。
碳纳米管具有稳定的化学特性结构，极高的机械强度，很大的长径比，因而是非常理想的场发射材料。对钨针尖上组装碳纳米管的研究不仅可以探索纳米材料的场发射机理，而且在扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方面具有重大的实际应用价值，可以为它们提供高质量的探针及电子源。目前组装碳纳米管主要有两种思路，即直接在针尖上生长所需要的碳纳米管和将碳纳米管微操控到针尖上。理论上实现这两种思路都是可行的，但是实验上存在各种挑战，因此成为研究的热点。
本论文所涉及的工作主要是基于第一种思路所展开的，主要研究内容及结论如下：
●利用杠杆结构，尝试利用钨针尖断裂瞬间自重发生突变这个信号，构建一个简单的力学结构替代传统复杂的控制电路制备钨针尖，扫描电子显微镜结果表明，此法制备的钨针尖最小半径为50 nm。利用所制备的针尖对高序石墨进行STM扫描，效果良好，可用于原子级图像的扫描。这项工作的开展为以后在钨针尖上组装碳纳米管做好了铺垫。
●用溶胶凝胶技术制备铁催化剂颗粒，通过T—CVD大面积地制备了碳纳米管；同时利用磁控溅射在硅片上沉积铁催化剂膜，然后通过PE—CVD生长碳纳米管阵列。对两种方法制备的碳纳米管进行了比较，并初步探讨了这两种方法制备碳纳米管的机理。
●利用磁控溅射在硅片侧面沉积铁催化剂薄膜，然后通过PE—CVD方法生长碳纳米管，结果显示碳纳米管垂直衬底表面生长。同时比较正面生长碳纳米管的结果讨论得出，碳纳米管在高密度下，范德华力起着主要作用，导致碳纳米管垂直衬底表面生长。
●在钨针尖表面磁控溅射沉积铁催化剂薄膜，然后通过T—CVD生长碳纳米管，sEM结果显示这种方法生长的碳纳米管方向可控性差，同时讨论了这种方法组装碳纳米管存在的挑战。