專利名稱：一種利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用靜電紡絲從溶液中組裝一維納米線陣列的方法，屬 于納米器件制造和信息傳輸技術(shù)的交叉領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前， 一維納米線結(jié)構(gòu)的制備技術(shù)已經(jīng)比較成熟，利用激光燒蝕，化學(xué)氣相 沉積，電弧放電，熱劑合成，電化學(xué)沉積等制備方法可以得到各種類型的納米線。 在納米線精細(xì)控制制備與基于單根納米線的器件研究的基礎(chǔ)上，將納米線構(gòu)建組 裝成特定功能的宏觀器件是半導(dǎo)體納米線器件化研究的關(guān)鍵步驟，即所謂"自下 而上"的器件發(fā)展模式。這是納米線器件走向規(guī)模應(yīng)用的必經(jīng)之路。對(duì)于實(shí)現(xiàn)平 面內(nèi)納米線的排列，已發(fā)展了多種方法LB膜方法、靜電紡絲、電場(chǎng)誘導(dǎo)、磁 場(chǎng)誘導(dǎo)、流體流動(dòng)導(dǎo)向、化學(xué)/生物分子親合組裝、磁偶選擇和壓印轉(zhuǎn)移等等。
LB膜技術(shù)，將有序的納米線單層膜在水面上形成并轉(zhuǎn)移到基片上，可在較大面 積上獲得可控、重復(fù)、及產(chǎn)生多層次的結(jié)構(gòu)；靜電紡絲技術(shù)可望制備多種納米或 亞微米尺度的低維材料。通過對(duì)噴頭、收集電極等部件的設(shè)計(jì)可獲得不同聚合物 的共軸復(fù)合結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)納米線在平面上的有序排列。電場(chǎng)誘導(dǎo)僅適合于導(dǎo)電的 納米材料；磁場(chǎng)誘導(dǎo)僅能組裝具有磁性的納米材料，限制了其應(yīng)用的材料范圍。 最近，報(bào)道一種基于逐層自組裝納米線單元制備三維多功能器件通用的方法。以 Ge/Si核殼結(jié)構(gòu)納米線作為有代表性的例子，組裝十層垂直堆跺的納米線場(chǎng)效應(yīng) 晶體管。通過納米催化劑導(dǎo)向生長(zhǎng)的方法以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的納米線生長(zhǎng)，再采用接觸 式壓印方法直接從納米線生長(zhǎng)的基片向第二塊器件基片上轉(zhuǎn)移圖形，并結(jié)合平面 微加工工藝獲得器件單元結(jié)構(gòu)。為了精確制作三維結(jié)構(gòu)，納米線壓印和器件制備 的方法被重復(fù)若干次，每次間隔都淀積絕緣的Si02緩沖層，以獲得垂直堆跺的 電子層。這一加工工藝對(duì)于目前報(bào)道的各種納米線材料和器件設(shè)計(jì)是通用，并且， 這一簡(jiǎn)單和低處理溫度需求使得它成為獲得高性能且在不同層能實(shí)現(xiàn)不同功能
的三維集成電路方面的一種理想的方法。但是對(duì)于目前溶液中獲得的納米線、納米帶一維的納米材料的有序排列結(jié)構(gòu)，尤其是大規(guī)模的平行排列，目前的研究成
果還不成熟，文獻(xiàn)報(bào)道中也只有微流體模版、LB膜、電場(chǎng)/磁場(chǎng)誘導(dǎo)這幾種方法。
最近文獻(xiàn)報(bào)道了利用納米線的懸浮液滴在已經(jīng)修飾過的平面內(nèi)組裝納米線的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法， 該方法易于對(duì)納米線進(jìn)行大規(guī)模的平行排列，可用于制備納電子器件等。
技術(shù)方案本發(fā)明利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法包括以下步驟
a. 對(duì)所制得的納米線進(jìn)行預(yù)處理，并使其在溶劑中懸??；
b. 對(duì)要制得的纖維進(jìn)行定向處理，并且作為模板；
c. 用刀片把吸附在納米纖維上的半導(dǎo)體納米線溶液刮均勻，然后再在基底 上加潤(rùn)滑劑，通過機(jī)械臂拖動(dòng)紡絲纖維的玻璃片在基底上左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸附在 纖維上的半導(dǎo)體納米線向基底轉(zhuǎn)移。
對(duì)所制得的納米線進(jìn)行預(yù)處理是對(duì)納米線進(jìn)行疏水或是親水處理，這樣才能
使得納米線很好的分散在溶劑中。
作為模板的纖維先進(jìn)行定向處理，處理的方法為接收納米纖維的基片垂直于
紡絲的針筒出口作圓周運(yùn)動(dòng)。所述的潤(rùn)滑劑為水或有機(jī)溶劑。
有益效果本發(fā)明利用靜電紡絲從溶液中組裝一維納米線陣列的方法,具有
如下的優(yōu)點(diǎn)；第一本發(fā)明的方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便利，第二本發(fā)明的方法也 適合于制作成本比較低廉的塑料基底器件，第三本發(fā)明易于對(duì)納米線進(jìn)行大規(guī)模 的平行排列，可用于制備納電子器件等。


圖l是本發(fā)明流程原理示意圖，其中有刀片l，納米線溶液2，納米纖維
3，紡絲纖維的玻璃片在硅片上的左右移動(dòng)方向4，硅片基底5，納米線6。
具體實(shí)施例方式
利用靜電紡絲從溶液中組裝一維納米線陣列的方法包括以下步驟(1)利用 實(shí)驗(yàn)紡絲好的定向納米纖維作為模板，用刀片把滴加在納米纖維上的半導(dǎo)體納米 線溶液刮均勻，(2)然后再在基底上加一點(diǎn)潤(rùn)滑劑(如水或有機(jī)溶劑)，通過機(jī)械臂拖動(dòng)紡絲纖維的玻璃片在基底上左右來回移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定向吸附在纖維上的半 導(dǎo)體納米線向基底的成功轉(zhuǎn)移(實(shí)驗(yàn)示意圖見圖l)。
本發(fā)明利用靜電紡絲從溶液中組裝一維納米線陣列的原理如圖1所示，利用 定向紡絲的納米纖維(接受纖維的玻片和紡絲的針筒出口垂直，且作圓周轉(zhuǎn)動(dòng)) 作為模板，用刀片把滴加在納米纖維上的半導(dǎo)體納米線溶液(如CdS納米線+表 面活性劑SDS超聲分散在水和乙醇的混合夜中)刮均勻，然后再在基底上(如硅 片)加一點(diǎn)潤(rùn)滑劑(如水或有機(jī)溶劑)，通過機(jī)械臂拖動(dòng)紡絲纖維的玻璃片在基 底上左右移動(dòng)，由于納米線和基底之間的范德華力，而實(shí)現(xiàn)吸附在纖維上的半導(dǎo) 體納米線向基底的成功轉(zhuǎn)移。
權(quán)利要求
1. 一種利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法，其特征在于該方法包括以下步驟a. 對(duì)所制得的納米線進(jìn)行預(yù)處理，并使其在溶劑中懸?。籦. 對(duì)要制得的纖維進(jìn)行定向處理，并且作為模板；c. 用刀片把吸附在納米纖維上的半導(dǎo)體納米線溶液刮均勻，然后再在基底上加潤(rùn)滑劑，通過機(jī)械臂拖動(dòng)紡絲纖維的玻璃片在基底上左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸附在纖維上的半導(dǎo)體納米線向基底轉(zhuǎn)移。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法，其特征在 于對(duì)所制得的納米線進(jìn)行預(yù)處理是對(duì)納米線進(jìn)行疏水或是親水處理，這樣才能使 得納米線很好的分散在溶劑中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法，其特征在 于作為模板的纖維先進(jìn)行定向處理，處理的方法為接收納米纖維的基片垂直于紡 絲的針筒出口作圓周運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用靜電紡絲排列納米線陣列的方法，其特征在 于所述的潤(rùn)滑劑為水或有機(jī)溶劑。
全文摘要
利用靜電紡絲從溶劑中組裝一維納米線陣列的方法是一種簡(jiǎn)單易操作的方法。該方法首先利用定向紡絲的納米纖維作為模板，用刀片把滴加在納米纖維上的半導(dǎo)體納米線溶液刮均勻，然后再在基底上加一點(diǎn)潤(rùn)滑劑(如水或有機(jī)溶劑)，通過機(jī)械臂拖動(dòng)紡絲纖維的玻璃片在基底上左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吸附在纖維上的半導(dǎo)體納米線向基底的成功轉(zhuǎn)移。本發(fā)明的方法不僅所需設(shè)備簡(jiǎn)單、操作便利，適合各種襯底，而且易于對(duì)納米線進(jìn)行大規(guī)模的平行排列，可用于制備納電子器件等。
文檔編號(hào)B82B3/00GK101497428SQ20091002562
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者呂蘭欣, 浩 孟, 晏善成, 汪燕艷, 肖忠黨 申請(qǐng)人:東南大學(xué)