[发明专利]一种单根银纳米线器件的制备方法

说明书

本发明涉及单根银纳米线生产技术领域，尤其涉及一种单根银纳米线器件的制备方法，包括以下制备步骤：选取石英玻璃片，使用有机溶剂清洗干净后标记叉指电极图案；刻蚀标记的图案；清洗；按照蚀刻的标记镀上两层金属；冲洗后吹干；配置银纳米线分散液，将其滴加在石英玻璃片上，得到单根银纳米线搭接的电极；所述银纳米线分散液浓度为1.8‑2.2mg/L。本发明的单根银纳米线器件的制备方法，通过对电极间距、银纳米线长度及分散液浓度进行限定，能高效、经济地实现单根银纳米线的搭接，具有普适性，制备出的单根银纳米线在市面上的应用更广泛。

技术领域

本发明涉及单根银纳米线技术领域，尤其涉及一种单根银纳米线器件的制备方法。

背景技术

纳米线是一种纳米尺度(1纳米＝10^-9米)的线。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线(如：Ni，Pt，Ag等)，半导体纳米线(如：InP，Si，GaN等)和绝缘体纳米线(如：SiO₂，TiO₂等)。分子纳米线由重复的分子元组成，可以是有机的(如：DNA)或者是无机的(如：Mo6S9-xIx)。作为纳米技术的一个重要组成部分，纳米线可以被用来制作超小电路。其中，银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性，为实现柔性、可弯折LED显示、触摸屏等提供了可能。此外由于银纳米线的大长径比效应，使其在导电胶、导热胶等方面的应用中也具有突出的优势。例如，光学应用：太阳能(晶体硅，在PET或玻璃上的薄片)、光学限制器、医学成像、表面增强光谱、表面电浆设备；导电应用：高亮度LED、导电胶、触摸屏、电脑板、液晶显示器、传感器；抗微生物应用：空气和水的净化、无菌设备、绷带、食品保鲜；化学和热力学应用、催化剂、传感器、化学气相传感器、导电胶、糊剂、聚合体，此外，还有比较成熟的应用——透明纳米银线薄膜。其相关的材料也广泛应用于能源，催化，生物，电子等诸多领域。基于上述应用，研究表明，单根银纳米线的特性及其在外加条件下(光、电、热)的响应，是起功能化应用的重要影响因素。在此情况下，研究单根银纳米线的特性及其在外加条件下(光、电、热)的响应，可以帮助进一步发掘单根银纳米线的特性，具有很好的实用意义。有专利报道(CN202110174657.X)，通过在毛线管尖端引入晶种的方法，成功实现单根银纳米线器件的制备，但该方法很显然对化学合成过程控制要求很高，且无法实现单根银纳米线的转移和表征。此外，有文献报道，通过微流控芯片的方法，实现了单根银纳米线线的分散，但实际器件是多根银纳米线，且无法对单根银纳米线进行不同外加条件下的研究，较难实现可以用于光、电、热等性能研究的单根银纳米线器件的制备。

发明内容

为了解决上述问题，在现有制备单根金属纳米线的基础上，本发明提供了一种单根银纳米线器件的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种单根银纳米线器件的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)选取石英玻璃片，使用有机溶剂清洗干净后，标记叉指电极图案；

(2)使用电子束曝光机在石英玻璃片上刻蚀标记的叉指电极图案；

(3)放入等离子清洗机内，通过氧或氮等离子体清洗；

(4)放入磁控溅射机，按照蚀刻的标记镀上两层金属,；

(5)使用有机溶剂冲洗后，通过氧或氮气等离子体吹干；

(6)配置银纳米线分散液，将其滴加在石英玻璃片上，得到单根银纳米线搭接的电极。

步骤(6)配置的银纳米线分散液浓度为1.8-2.2mg/L。

进一步地，步骤(4)镀上两层金属包括覆盖在石英玻璃片上的薄层和覆盖在薄层上的厚层；薄层的金属为镍或铬，其厚度为15-25nm；厚层的金属为金，其厚度为90-110nm。

更优选地，步骤(4)薄层的金属厚度为20nm，厚层的金属厚度为100nm。