專利名稱：一種組裝半導(dǎo)體納米線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝半導(dǎo)體納米線 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)：
盡管在過去十幾年中已經(jīng)在納米線的制備方面獲得很大的進(jìn)展，但應(yīng)用于實(shí) 用性器件仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)，組裝集成方法和技術(shù)尚待突破。而將納米線構(gòu)建 組裝成特定功能的宏觀器件是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。使用圖形化的 催化劑，納米線可以直接在基片上以設(shè)計(jì)的構(gòu)型直接生長，而不需進(jìn)一步的光刻， 但它也面臨著平面生長和器件制造的傳統(tǒng)限制；對于實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)納米線的平行排 列，已發(fā)展了多種方法電場誘導(dǎo)、靜電紡絲、流體流動導(dǎo)向、LB膜方法、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。合理地選擇與設(shè)計(jì)這些共軸復(fù)合結(jié)構(gòu)的成分，將使這其 具有非常豐富的應(yīng)用功能，并使相應(yīng)的器件設(shè)計(jì)具有很好的靈活性。但如何獲得 結(jié)晶性能優(yōu)良的無機(jī)半導(dǎo)體納米線并為功能化器件的設(shè)計(jì)提供有序的排列仍是 具有挑戰(zhàn)性的問題。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 堆跺的納米線場效應(yīng)晶體管。通過納米催化劑導(dǎo)向生長的方法以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的納米 線生長，再采用接觸式壓印方法直接從納米線生長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，這一簡單和低處理溫度需求使得它成為獲得高性能且在不周 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)，或是成束，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和LB膜這兩種方法。

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毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝 半導(dǎo)體納米線的方法，易于對納米線束的寬度范圍及長度進(jìn)行精確控制，可用于 制備納光電子器件等。
技術(shù)方案本發(fā)明的組裝半導(dǎo)體納米線的方法利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液
相中組裝半導(dǎo)體納米線，具體包括以下步驟
a. 對所用的半導(dǎo)體納米線進(jìn)行分散處理，使其在溶劑中分散懸浮形成半導(dǎo)體 納米線懸浮液；
b. 對所用的毛細(xì)管進(jìn)行頂部拉伸處理，使其滿足組裝的要求；
C.將毛細(xì)管插入半導(dǎo)體納米線懸浮液中，在垂直于毛細(xì)管頂部上方的位置放
置一個送氣流的導(dǎo)管，控制氣流橫向流過毛細(xì)管頂部速度，使得溶劑通過類似于
植物的蒸騰作用，帶動溶劑不停的蒸發(fā)，使得其中的半導(dǎo)體納米線在毛細(xì)力和自
身重力的作用下在毛細(xì)管內(nèi)自組裝成束。
所述半導(dǎo)體納米線在進(jìn)行分散處理前先進(jìn)行疏水或是親水處理，使得納米線
能很好的分散在溶劑中。對毛細(xì)管頂部進(jìn)行拉伸處理，可控制其頂部的孔徑。組
裝好納米線通過對毛細(xì)管切割或是內(nèi)包覆處理。所述半導(dǎo)體納米線懸浮液是不同
種類的半導(dǎo)體納米線懸浮液混合液。
有益效果本發(fā)明利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝半導(dǎo)體納米線的方
法，第一本發(fā)明的方法所需設(shè)備簡單、操作便利，第二本發(fā)明易于對納米線束的
范圍及長度進(jìn)行精確控制，可用于制備納光電子器件等。


圖l是本發(fā)明原理示意圖，其中有氣流導(dǎo)管l，氣流2，毛細(xì)管3，容器4，納米線懸浮液5。 具體實(shí)施實(shí)例
組裝半導(dǎo)體納米線的方法利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝半導(dǎo)體納 米線，具體包括以下步驟
a. 對所用的半導(dǎo)體納米線進(jìn)行分散處理，使其在溶劑中分散懸浮形成半導(dǎo)體 納米線懸浮液；
b. 對所用的毛細(xì)管進(jìn)行頂部拉伸處理，控制其頂部的孔徑，使其滿足組裝的 要求；
c. 將毛細(xì)管插入半導(dǎo)體納米線懸浮液中，在垂直于毛細(xì)管頂部上方的位置放 置一個送氣流的導(dǎo)管，控制氣流橫向流過毛細(xì)管頂部速度，使得溶劑通過類似于 植物的蒸騰作用，帶動溶劑不停的蒸發(fā)，使得其中的半導(dǎo)體納米線在毛細(xì)力和自
身重力的作用下在毛細(xì)管內(nèi)自組裝成束。
所述半導(dǎo)體納米線在進(jìn)行分散處理前先進(jìn)行疏水或是親水處理，使得納米線 能很好的分散在溶劑中。所述半導(dǎo)體納米線懸浮液是不同種類的半導(dǎo)體納米線懸 浮液混合液。
具體實(shí)例為將制備好的硫化銀半導(dǎo)體納米線進(jìn)行超聲分散處理，使其在無 水乙醇中分散懸浮形成納米線懸浮液；對所用的毛細(xì)管進(jìn)行頂部拉伸處理(P-97 pipette, SUTTER INSTRUMENT Co.),調(diào)節(jié)該儀器的參數(shù)控制拉伸的毛細(xì)管內(nèi)徑 在100nm 500mn范圍；將處理好的毛細(xì)管插入硫化銀半導(dǎo)體納米線懸浮液中， 在垂直于毛細(xì)管頂部上方的位置放置一個送氣流的導(dǎo)管，控制氮?dú)鈿饬鳈M向流過 毛細(xì)管頂部速度，使得無水乙醇通過類似于植物的蒸騰作用，帶動無水乙醇不停 的蒸發(fā)，使得其中的半導(dǎo)體納米線在毛細(xì)力和自身重力的作用下在毛細(xì)管內(nèi)自組 裝成納米線束。將組裝好的硫化銀半導(dǎo)體納米線束進(jìn)行切割形成所需長度的納米 線束。
權(quán)利要求
1.一種組裝半導(dǎo)體納米線的方法，其特征在于該方法利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝半導(dǎo)體納米線，具體包括以下步驟a.對所用的半導(dǎo)體納米線進(jìn)行分散處理，使其在溶劑中分散懸浮形成半導(dǎo)體納米線懸浮液；b.對所用的毛細(xì)管進(jìn)行頂部拉伸處理，控制其頂部的孔徑，使其滿足組裝的要求；c.將毛細(xì)管插入半導(dǎo)體納米線懸浮液中，在垂直于毛細(xì)管頂部上方的位置放置一個送氣流的導(dǎo)管，控制氣流橫向流過毛細(xì)管頂部速度，使得溶劑通過類似于植物的蒸騰作用，帶動溶劑不停的蒸發(fā)，使得其中的半導(dǎo)體納米線在毛細(xì)力和自身重力的作用下在毛細(xì)管內(nèi)自組裝成束。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組裝半導(dǎo)體納米線的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體納米線在進(jìn)行分散處理前先進(jìn)行疏水或是親水處理，使得納米線能很好的分散 在溶劑中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組裝半導(dǎo)體納米線的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體 納米線懸浮液是不同種類的半導(dǎo)體納米線懸浮液混合液。
全文摘要
組裝半導(dǎo)體納米線的方法是一種簡單易操作的方法，該方法利用毛細(xì)管的毛細(xì)力直接從液相中組裝半導(dǎo)體納米線，具體包括以下步驟a.對所用的半導(dǎo)體納米線進(jìn)行分散處理，使其在溶劑中分散懸浮形成半導(dǎo)體納米線懸浮液；b.對所用的毛細(xì)管進(jìn)行頂部拉伸處理，使其滿足組裝的要求；c.將毛細(xì)管插入半導(dǎo)體納米線懸浮液中，在垂直于毛細(xì)管頂部上方的位置放置一個送氣流的導(dǎo)管，控制氣流橫向流過毛細(xì)管頂部速度，使得溶劑通過類似于植物的蒸騰作用，帶動溶劑不停的蒸發(fā)，使得其中的半導(dǎo)體納米線在毛細(xì)力和自身重力的作用下在毛細(xì)管內(nèi)自組裝成束。該方法不僅所需設(shè)備簡單、操作便利，而且易于對納米線束的范圍及長度進(jìn)行精確控制，可用于制備納光電子器件。
文檔編號B82B3/00GK101239700SQ20081001966
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者晏善成, 王海濤, 肖忠黨 申請人:東南大學(xué)