[发明专利]基于环氧树脂拉膜分散纳米线的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分散纳米线的方法，更具体地说是一种使用环氧树脂拉膜，大规模分散 纳米线的方法，尤其应用在组装纳米器件的产业中。

背景技术

随着纳米材料合成技术的不断成熟以及人们对于纳米材料独特性质的深入理解，纳米 科技的研究重点逐渐向纳米材料实用化、器件化以及多功能化方向发展。近年来，以纳米线 为代表的一维半导体纳米材料以其在微/纳电子器件构筑中的潜在应用前景逐渐吸引了人们 的关注。自美国《科学》(Science，2001年，第294卷，第1313-1317页)报道了以p型Si 纳米线和n型GaN纳米线作为结构单元构筑p-n结二极管并最终实现逻辑门电路的基本运 算以来，经过几年的不懈努力，人们在纳米器件的研制方面取得了非常大的成果。在利用纳 米线构筑纳米电子器件过程中有很多难题制约着其发展，其中最重要的问题就是纳米线的操 纵问题。到目前为止，在分散纳米线方面科学家们也已经作出了很多贡献。如英国《自然》 (Nature，2001年，第409卷，第66-69页)报道了介电电泳方法分散InP纳米线，利用外 加电场使纳米线极化并在电场作用下使其按照一定方向进行排列。但是这种方法的最大障碍 就是要预先组装电极，并且极化的纳米线在电场作用下很容易黏结在一起。美国《材料化学》 (Chemistry of Materials，2005年，第17卷，第1320-1324页)报道了通过外加磁场的方法 分散磁性纳米线，但这种技术所能分散的纳米线局限于磁性纳米线。美国《纳米快报》(Nano letters，2003年，第3卷，第1229-1233页)报道了用Langmuir-Blodgett方法分散银纳米线， 通过压缩LB槽使悬浮在气液界面上的纳米线形成一个厚膜，在浸渍-提拉时把纳米线从气液 界面转移到固体基板上，通过范德华力及静电力使纳米线吸附到基体上。这种工艺虽然可以 大规模分散纳米线，但工艺却很复杂，工艺条件很难控制并且会伴随有黏结现象。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于环氧树脂拉膜分散纳 米线的方法，以克服预先组装电极、外加电场或磁场以及工艺复杂等缺陷。

本发明基于环氧树脂拉膜分散纳米线的方法的特点是按如下步骤操作：

a、预处理

将纳米线分散在四氢呋喃溶液中，再将硅偶联剂注入到含有纳米线的四氢呋喃溶液中， 搅拌均匀得偶联剂处理液；

b、配制树脂溶液

向所述偶联剂处理液中注入环氧树脂，搅拌使其溶解；再注入聚酰胺树脂，再次搅拌使 其溶解为纳米线悬浮液；将所述纳米线悬浮液以25-35℃进行水浴，使树脂固化为固化粘度 达到12-25Pa.s；

c、提拉成膜

将所述步骤b中经水浴处理的纳米线悬浮液用模具提拉成膜，并将所述树脂膜转移到硅 片或玻璃片基体上，实现对纳米线的分散。

本发明基于环氧树脂拉膜分散纳米线的方法的特点也在于：

所述步骤a是在室温下以超声将3-4mg纳米线分散到4ml四氢呋喃溶液中，所述硅偶联 剂的用量为0.4-0.7ml；

所述步骤b中的环氧树脂用量为2.8-3.2g，所述聚酰胺树脂的用量为2.0-2.8g，

所述硅偶联剂为KH560；环氧树脂为E-44，所述聚酰胺树脂环氧树脂为650#。与已有 技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用简单的拉膜方法，与现有的介电电泳和磁场法相比，操作过程简单，可 操作性强，且克服了预先组装电极以及使用外加电场或磁场所带来的不便；

2、本发明与现有的Langmuir-Blodgett法相比，避免了操作过程中工艺的限制，同时 也克服了纳米线分散时的黏结现象；

3、本发明方法所采用的纳米线不受材料的限制，可以适用于各种材料的纳米线；

4、本发明方法中所使用的基体仅作为承载纳米线树脂膜的衬底，因此可以选用不同材 料的基板作为衬底；

5、本发明方法中所使用的试剂都是常规试剂，成本低；同时，本发明方法操作简单， 易于实现。

附图说明

图1是实施例1拉膜后硅片放大1000倍的显微镜照片；

图2是实施例2拉膜后玻璃片放大1000倍的显微镜照片；

图3是实施例3拉膜后硅片放大1000倍的显微镜照片；