[发明专利]一种全液态量子隧穿效应器件及其制作方法

权利要求书

1.一种全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，包括作为电导体的两个以上的液态金属液滴，承载所述液态金属液滴的容器，用于分隔各液态金属液滴的绝缘或半绝缘液体，以及电极；所述电极为与液态金属液滴连接的金属丝或液态金属本身；所述液态金属液滴的尺寸为0.1nm。

2.根据权利要求1所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，所述绝缘或半绝缘液体选自H₂O、乙醇、室温离子液体、液体油中的一种或多种，所述液体油选自煤油、柴油、汽油、润滑油、植物油中的一种或多种，所述植物油为麻油、菜油、豆油、花生油、葵花油、玉米油、橄榄油中的一种或多种；

位于相邻两个液态金属液滴之间的绝缘或半绝缘液体的层厚为0.1nm～80nm。

3.根据权利要求2所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，所述绝缘或半绝缘液体为含有浓度为0～0.5mol/L表面活性剂的水；和/或，

位于相邻两个液态金属液滴之间的绝缘或半绝缘液体的层厚为1nm～10nm。

4.根据权利要求1所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，所述液态金属选自镓、铟、锡、铋、锌、镓基合金、铟基合金、锡基合金、铋基合金、锌基合金或铅基合金中的一种；

其中，所述镓基合金中镓质量含量为10wt％～100wt％；所述铋基合金中铋质量含量为10wt％～95wt％；所述铟基合金中铟质量含量为10wt％～95wt％。

5.根据权利要求4所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，所述镓基合金中镓含量为50wt％～90wt％；所述铋基合金中铋含量为50wt％～90wt％，所述铟基合金中铟含量为50wt％～90wt％；

所述液态金属选自镓铟、镓锡、铋锡、铟铋、铟锡、镓铟锡、铋铟锡、铋铟锌、铟锡锌、铋锡铜、铋铟镉、镓铟锡锌、铟锡锌铋、铋铟锡银或锌铋银铜合金中的一种或多种。

6.根据权利要求1～5任一项所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，包括两个液态金属液滴、承载所述液态金属液滴的容器、用于分隔两个液态金属液滴的绝缘或半绝缘液体、以及电极；所述电极为与两个液态金属液滴分别连接的两根金属丝或液态金属本身；所述容器为毛细管，第一个液滴、绝缘或半绝缘液体分割层、第二个液滴在毛细管内，沿毛细管长度方向顺序排列。

7.根据权利要求6所述的全液态量子隧穿效应器件，其特征在于，所述全液态量子隧穿效应器件还包括调控机构，所述调控机构为活塞和分隔件，所述活塞设置于毛细管两端；所述分隔件位于两个液态金属液滴之间。

8.权利要求1～7任一所述全液态量子隧穿效应器件的制作方法，其特征在于，包括以下操作：

1)取液态金属，加入含有表面活性剂的溶液中，通过毛细管注射针推送挤压方式的机械注射方法打散为液滴，所述液滴为纳米级液滴、微米级液滴、毫米级液滴中的一种或多种；

2)将第一个液态金属液滴吸入容器，通过负压调整液滴在容器内的位置，在容器进口处留出空位；

3)向容器内加入绝缘或半绝缘液体；

4)借助负压操控，通过负压调整第一个液态金属液滴和绝缘或半绝缘液体在容器内的位置，在容器进口处留出空位；

5)加入后续的液态金属液滴；在液滴上插入金属丝或以液态金属本身作为电极。

9.根据权利要求8所述全液态量子隧穿效应器件的制作方法，其特征在于，步骤1)中，所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦或聚山梨酯中的一种或多种；表面活性剂的浓度为0.05～0.5mol/L，所述溶液为水溶液。

10.根据权利要求8或9所述全液态量子隧穿效应器件的制作方法，其特征在于，所述容器为毛细管，步骤2)和步骤4)中，施加的负压互相独立地为10-100000Pa。