專利名稱：：導電復合材料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及導電復合材料，特別是不僅僅涉及金屬納米粒子懸浮基體復合材料，制備導電復合材料的方法，和并入了導電復合材料的存儲器件。
背景技術：
：在微電子領域中需要使導電元件在組件內和在組件之間。微電子產(chǎn)生了對于通過溶液加工，在器件水平和集成電路(IC)水平下可獲得高品質組件的需求，以利用潛在的廉價方式在大區(qū)域上以及在非平面和/或非剛性介質上"印刷"組件。應該將材料體系設計成具有所需電(和光電)性質，該材料體系在適當制劑中是可溶液處理的，并且可以將該材料體系進一步與適當溶劑和熱特性一起集成到制備方案(manufacturingscheme)中。半導體材料體系的功能及其器件結構根據(jù)預期用途而廣泛不同。例如，如在WO90/13148中公開的發(fā)光二極管，場效應晶體管，如在WO96/16449中公開的光電二極管，如在US5523555中公開的光電導體，存儲器等，都具有廣泛不同的結構。例如，在發(fā)光二極管技術中，半導體材料必須能夠通過電子-空穴的復合而發(fā)光。在場效應晶體管中，半導體材料必須能夠場效應傳導。但是，在所有情況中，存在對導電元件的需求。要求導電元件不僅在IC水平下作為互聯(lián)線和通孔觸點以電線連接并且傳遞適當?shù)哪芰亢托盘柕礁鞣N電路組件，而且在組件水平下作為器件的電極接頭(例如，作為發(fā)光二極管和光電二極管的陰極和陽極，并且作為場發(fā)射晶體管和隧道-電介質基電可編程序存儲器件的源極、漏極和柵極)。在一些情況中，需要具有由基本上相同導體材料體系制備的電路互聯(lián)和器件電極。達到此目的的一種方法是光刻圖案化金屬，如金、銅和鋁。由于成本或集成問題，這在許多情況下在有機器件技術中是不現(xiàn)實的。可替代的途徑是使用可印刷的金屬。基于在溶解于有機溶劑中的聚合物粘結劑中的大金屬性金或銀粒子的懸浮液的可印刷的金或銀涂料已經(jīng)為人知道了很長一段時間。隨著有機溶劑蒸發(fā)，所述金屬性的金或銀粒子接觸以提供所需的導電性。類似地，懸浮在醇溶劑中的導電石墨粒子的導電石墨漿料也是已知的。這些材料體系的一個特征是在所述制劑中存在顯著分數(shù)的大于50微米直徑的大粒子。這可能不特別適用于有機器件技術的未來應用。另外，在現(xiàn)有技術中所使用的聚合物粘結劑(如聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇和環(huán)氧化物)可能不與有機半導體技術相匹配。粒度大意味著不能實現(xiàn)在高性能半導體器件中所需的精細特征。這些聚合物粘結劑的存在導致半導體材料本身的污染問題，以及由于再溶解問題而產(chǎn)生的對多級集成的可能性的限制。最后，這種導電漿料不能耐受高于200'C的溫度，該溫度在有機器件和電路的運行中可能發(fā)生(暫時地)。例子是導電油墨40-3920，其由RhodeIsland的EpoxiesEtc…銷售。作為選擇，已經(jīng)提出導電聚合物用于在有機半導體器件技術中的互聯(lián)和電極[FJ.Touwslager,NP.Willard和D.M.deLeeuw,"l-linelithographyofpoly(3，4-ethylenedioxythiophene)electrodesandapplicationinall-polymerintegratedcircuits",AppliedPhysicsLetter,81(2002)pp.4556-4558]。迄今為止，基于聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸鹽)體系，可以由這種材料提供的最佳電導率約為1Scm—、通過摻雜高沸點多羥基增塑劑可以擴展到lOOScm—、這樣的電導率對于多數(shù)應用還不夠。由于對器件性能的潛在有害影響，還很需要開發(fā)不含高沸點多羥基增塑劑的體系。已經(jīng)開發(fā)了金納米粒子用于這種應用[D.Huang，F(xiàn).Liao,S.Molesa,D.Redinger和V.Subramanian，"Plastic-compatiblelowresistanceprintablegoldnanoparticleconductorsforflexibleelectronics",JournaloftheElectrochemicalSociety,150(2003)第G412-417頁；Fuller,S.B.，Wilhelm,E.J.,Jacobson，丄M.Ink-jetprintednanoparticlemicroelectromechanicalsystems.Journalofmicroelectromechanicalsystems11，54-60(2002).]。這些體系基于使用垸基硫醇保護的1-5nm大小的金團簇和膠體。這種金屬納米粒子展示出200-300'C的低表面熔化溫度，該溫度被認為比塊狀金的1064'C熔化溫度低很多。在該文獻中公開的材料可溶于甲苯和其它芳香烴，但不溶于水和所述醇。來自這種芳香烴溶劑的膜和圖案的沉積由于膨脹和再溶解，可能會干擾在前面步驟中形成的結構的完整性。另外，在沉積過程中，特別是在將它轉變成導電材料所必需的熱退火過程中，發(fā)生了顯著的體積收縮。在膜內的差的內聚性導致了微裂縫的發(fā)生。這種缺陷的存在可以通過沉積厚膜來克服，這限制了可獲得的極限臨界尺寸。另外，該方法沒有表現(xiàn)出能夠產(chǎn)生對所述基底的良好粘合，這是因為無論是金還是烷基硫醇單層保護都不能產(chǎn)生所需的粘合強度，以通過例如標準透明膠帶剝離試驗。理想的是，不將所述金屬納米粒子限制于芳香烴和相關溶劑。己經(jīng)報導了很多途徑來制備可分散在如水和醇的極性溶劑中的金屬納米粒子。所有這些途徑都基于選擇水溶性聚合物或水溶性分子作為用于所述納米粒子的保護層。這些包括在單相和雙相類Brust工藝中使用羧基和羥基官能化的短鏈芳族和垸基硫醇。一個例子是通過使用帶有胺和羧基的小芳香硫醇，如巰基苯酚，和采用單相Brust工藝[Johnson，S.R.，Evans.S.D.禾卩Brydson,R.,"Influenceofaterminalfunctionalityonthephysicalpropertiesofsurfactantstabilizedgoldnanoparticles",Langmuir14(1998)第6639-6647頁]。這些可溶于甲醇，但易于聚集。在使用巰基琥珀酸[ChenS.和KimuraK.，"Synthesisandcharacterizationofcarboxylate-modifiedgoldnanoparticlepowdersdispersibleinwater",Langmuir15(1999)第1075-1082頁]的情況下，開發(fā)了水可分散性金團簇體系。不幸的是，通過這種途徑制備的金屬納米粒子的溶解度似乎相當有限。在所引用的文獻中，例如，1nm直徑的金團簇的溶解度只有2mg/mL，并且對于更大的粒子，溶解度也許甚至更低。對于通過印刷的實際溶液工藝，由于這些材料的高質量密度，需要至少10mg/mL(優(yōu)選50mg/mL)的濃度。另外，在所引用的文獻中制備的材料還似乎對聚集非常敏感，因而在制備后的數(shù)天中，金納米粒子聚集得到了大于500nm的粒子。
發(fā)明內容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了導電復合材料，該導電復合材料包括懸浮基體，懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，其中所述導電復合材料具有大于104Scm—1的電導率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了導電復合材料，該導電復合材料包括懸浮基體，懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，其中所述導電復合材料具有至少20(TC的熱耐受限度。所述熱耐受閾值可以為至少250'C。所述熱耐受閾值可以為至少300°C。所述導電復合材料可以耐受溶劑，而沒有顯著的機械變形或電性能的退化。所述導電復合材料的電導率可以大于1(^Scm—1。所述導電復合材料的電導率可以為10'6至1()SScm'1。所述金屬納米粒子的平均直徑可以為小于20nm。所述金屬納米粒子的平均直徑可以為小于5nm。所述金屬納米粒子是惰性金屬納米粒子。所述惰性金屬可以選自金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)和/或其任意組合。所述懸浮基體可以是聚合物基體。所述懸浮基體可以是導電聚合物基體。所述導電聚合物可以選自聚乙撐二氧噻吩(PEDT)，聚電解質配合物聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽PEDT:PSS，和聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-Nafion。所述懸浮基體的體積分數(shù)可以為小于70%。所述懸浮基體的體積分數(shù)可以為大于20%。所述導電復合材料可以具有小于50/mi的厚度。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了制備金屬復合納米粒子的方法，所述方法包括將保護性單層材料與金屬鹽、還原劑和相轉移劑混合，從該混合物中提取被保護的金屬納米粒子，其中所述保護性單層材料包括一個或多個垸基鏈或芳族部分，所述烷基鏈或芳族部分在一端用能夠結合于被保護的金屬納米粒子的基團(X)官能化，并且在另一端用能夠在非有機溶劑中溶劑化的基團(Y)官能化，使得X和Y之間的距離大于10埃。所述被保護的金屬納米粒子的溶解度可以大于10mgmL—1。所述被保護的金屬納米粒子的溶解度可以大于50mgmL"。所述被保護的金屬納米粒子的溶解度可以大于75mgmL"。所述被保護的金屬納米粒子可以是非聚集的簇或膠體。所述被保護的金屬納米粒子可以是多分散的，其具有以數(shù)目計大于20%顯著分數(shù)的直徑小于3nm的小粒度納米粒子。所述金屬納米粒子可以是惰性金屬納米粒子。所述惰性金屬可以選自金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)和/或其任意組合。可以使用2相有機-水體系來提取所述被保護的金屬納米粒子。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了制備導電復合材料的方法，所述方法包括將具有保護性單層的金屬納米粒子和懸浮材料分散在溶劑中，以形成復合材料分散體?？梢愿鶕?jù)任意以上說明來制備所述金屬納米粒子。所述懸浮材料可以是聚合物。所述懸浮材料可以是導電聚合物。如果所述懸浮材料是聚陽離子，那么所述保護性單層材料可以在所述金屬納米粒子上產(chǎn)生正電荷信號，或者如果所述懸浮材料是聚陰離子，那么所述保護性單層材料可以在所述金屬納米粒子上產(chǎn)生負電荷信號。所述方法可以進一步包括:材料膜。所述方法可以進一步包括:未退火復合材料。所述方法可以進一步包括:料，以形成所述導電復合材料。沉積所述復合材料分散體以形成復合從所述復合材料膜中蒸發(fā)溶劑以形成在轉變溫度下退火所述未退火復合材退火可以包括將所述未退火復合材料加熱到300°C的轉變溫度以上。退火可以包括將所述未退火復合材料加熱到200'C的轉變溫度以上。所述方法可以進一步包括測量所述電導率以確定所述轉變溫度。所述方法可以進一步包括在退火后向所述導電復合材料施加電壓脈沖。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了存儲器件，所述存儲器件包括懸浮基體，懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，和至少兩個電極陣列，其關于所述懸浮基體正交排列，以形成存儲單元的基體；每個存儲單元形成于各自的電極陣列的交叉點。所述懸浮基體和所述金屬納米粒子一起形成導電復合材料，其中所述導電復合材料包括如在任意以上說明中所述的導電復合材料。通過施加電壓脈沖，所述導電復合材料的平均電導率可以永久提高至少一個數(shù)量級。用于提高所述導電復合材料的平均電導率的所述電壓脈沖可以對應于大于0.5MVcm—1的電場。所述電極陣列可以由金屬制備。所述電極陣列可以由金、鉑、銀、鈀、鋁和/或其任意組合制備。參考附圖將更具體描述一個或多個實施方式，其中-圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的導電復合材料的結構。圖2a-2h示出了制備工藝的光學顯微照片。圖3A和3B示出了導電電極的光學顯微照片。圖4示出了制備導電復合材料的方法。圖5A示出了在制備導電復合材料的方法過程中復合材料分散體結構的變化。圖5B示出了透射光譜。圖6示出了作為退火溫度函數(shù)的膜電導率。圖7A和7B分別示出了23nm和60nm(70:30體積分數(shù))厚的未退火復合材料的透射光譜。圖8A和8B示出了電流-電壓特性。對于(A)設置電流依從(currentcompliance)為15mA，和對于(B)為40mA。具體實施方式參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，導電復合材料100以橫截面的形式被示出。該復合材料可以被沉積在聚合物或有機電子器件中，以提供組件之間的電連接、以在組件中被用作電極或成為組件中的功能層。所述復合材料通常包括懸浮在懸浮基體104中的金屬納米粒子102。在所有應用中，需要的是，對在所述器件內的基底和其它層有足夠的粘合性，和內聚性。所述復合材料對于在加工中的應用和/或使用在微電子應用中的使用應該是堅固的。例如，所述復合材料可以在有機半導體器件中用作互連和/或電極。在這種情況中，所述復合材料應該能耐受隨后的溶劑(有機和無機溶劑)和熱處理。金屬，特別是貴金屬，通常具有大于10SScm"的電導率。通常所述復合材料應該具有至少104Scm"的電導率。104Scm"對于大多數(shù)微電子應用是足夠的電導率水平，以運載電流，而沒有遭受顯著的加熱和/或電壓降?；蛘?0"-10SScm"的電導率使得例如1fl-107fi的實際電阻器可被容易制造。因此，電導率水平的靈活性提供了廣泛的應用范圍。在微電子應用中，所述復合材料應該具有至少20(TC例如25(rC或30(TC的熱耐受限度。所述熱耐受限度是最高的可使用溫度，在該溫度下將不會發(fā)生顯著的機械變形或電性能的任何退化。金扁術貯將所述金屬納米粒子轉變或者被足夠緊密放置，以提供具有足夠電子遷移率的滲流路徑(percolatedpath)，以運行作為有效的導體。所述金屬納米粒子可以是惰性金屬納米粒子。例如，所述惰性金屬納米粒子可以是貴金屬納米粒子。典型的貴金屬納米粒子包括但不限于金(Au)、銀(Ag)和鉑(Pt)、鈀(Pd)以及其任意合金組合。納米粒子通常至少一個維度小于200nm。所述金屬納米粒子可以小于20nm。例如，所述導電納米粒子的平均直徑可以小于5nm并且大于1腿。所述金屬納米粒子材料應該具有低的表面熔化溫度，使得可以通過例如低于30(TC的快速熱退火實現(xiàn)到高導電金屬態(tài)的轉變。這允許在適度低溫下將所述納米粒子轉變成具有高電導率的轉變/煅燒/聚結態(tài)。,懸孕基體如圖1所示，金屬納米粒子102懸浮在懸浮基體104中。懸浮基體104有效地防止該粒子聚集成大塊導電物質。從而由所述金屬納米粒子和所述懸浮基體形成的復合材料100實現(xiàn)了內聚(在沉積和退火二者的過程中)和粘合到相鄰的元件。懸浮基體104可以是聚合物基材料。例如，可以使用導電聚合物材料，如聚合物聚乙撐二氧噻吩(PEDT)、聚電介質配合物聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽PEDT:PSS和聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-Nafion。其它基體材料，包括聚電解質(聚苯乙烯磺酸和聚苯乙烯磺酸鹽)和其它有機導電分子和低聚物的聚電解質配合物，也是可能的材料。還可以使用介電材料，例如介電聚合物(PVP)。根據(jù)第一實施方式的復合材料示出了比單獨的納米粒子膜更好的膜內聚性和粘合性，特別是對于100mn和更小的膜。在所實施的實驗中，高達30(TC也沒有觀察到微裂縫的證據(jù)。此外，所述樣品通過了在3-氨丙基處理表面上和在羧基處理表面上的透明膠帶剝離試驗。另外，根據(jù)本發(fā)明制備的金納米粒子示出了比現(xiàn)有技術中的那些金納米粒子更好的對所述基底的粘合性。根據(jù)第一實施方式的復合材料示出了比單獨的納米粒子膜更大的熱穩(wěn)定性。參考圖2，示出了在親水熔融氧化硅基底上的一系列光學顯微照片，比較了納米粒子膜和經(jīng)受了各種溫度水平的復合材料。在圖2(a)中，示出了在室溫下的0.5/mi厚的Au(33埃)膜。在圖2(b)中，示出了在氮氣氣氛中180'C下退火5分鐘后的納米粒子膜。在圖2(c)中，所示出的納米粒子膜已經(jīng)經(jīng)受了在240'C下退火，和在圖2(d)中，在280'C下退火。在圖2(e)中，示出了在室溫下的0.5/mi厚70:30Au(33埃)-PEDT復合材料。在圖2(f)中，示出了在28(TC下退火后的復合材料。圖2(g)示出了在240'C下退火后的納米粒子膜的AFM圖像。圖2(g)示出了在24(TC下退火后的復合材料的AFM圖像。對于所述納米粒子膜，在20(TC以上，初始黑膜摻雜了金團簇，和對于所述復合材料，在21(TC以上，初始黑膜摻雜了金團簇。甚至在相對低的退火溫度下，也在納米粒子膜中發(fā)現(xiàn)了微觀裂縫，但是在復合材料中卻沒有。在高于250'C的升高的溫度下，由于體積收縮和原子的高遷移率，在納米粒子膜中打開了空洞，出現(xiàn)了巨大的裂縫。另一方面，所述復合材料保持平滑，并且延續(xù)到高達至少30(TC。甚至在相對低的溫度下，在所述納米粒子膜中形成了微裂縫，這是由于去除了保護性配體殼所帶來的嚴重的體積減小，該體積減小對于包覆在5埃配體殼中的33埃Au核來說等于5(T/。。另外，所獲得的超薄納米粒子膜不是熱穩(wěn)定的，并且在25(TC以上開始顯示出破碎的征兆(由于Au原子的高表面遷移率)。在所述復合材料中的懸浮基體起到粘結劑的作用，以在沉積和隨后的退火過程中均顯著改善膜的內聚性，從而防止微裂縫和去濕。沐教分教所述體積分數(shù)應該在80:20(20%)至lj20:80(80%)之間，例如60:40(40%)。其為，在退火前相對于所述復合材料的總體積，懸浮基體為40vo1.。/。。己經(jīng)研究了下降到30:70v/v的體積分數(shù)，并且發(fā)現(xiàn)仍可以發(fā)生滲流轉變(percolativetransformation)，但是最大(7de減小(對于50:50v/v，減小到2xl()3Scnr1，并且對于30:70，減小到6xl01Scm")。這表明了體積滲流閾值(Vc)在0.315附近。甚至采用介電聚合物(PVP)作為基體，所述膜仍示出了所述滲流轉變。因此，所述納米Au的體積分數(shù)和直徑一起提供了將最終膜電導率調節(jié)到10—3-105Scm"的非常寬的限度的方法。這是公知的金屬陶瓷的有機類似物，并且允許通過印刷制造實際電阻器1-107Q。鄉(xiāng)例如，聚合物有機p-FET通過如下方式制備首先采用皮升移液管從Au(33埃)-PEDT溶液印刷互連和源-漏電極，然后微切割通道(長L=30/mi，寬w=400并且退火至導電態(tài)，然后沉積半導體(聚(9,9-二辛基芴-共聚-(亞苯基-(N-4-仲丁基苯基)-亞氨基亞苯基))(TFB)(50nm厚)，然后沉積門-介電二乙烯基四甲基二硅氧烷-二(苯并環(huán)丁烯)(BCB)(130nm厚)，并且通過快速熱退火交聯(lián)，和最后沉積表面活性劑離子交換的PEDT:PSS門電極。圖3A和3B示出了所述器件的光學顯微照片和橫截面示意圖。一個或多個實施方式可以被用作互連；通孔觸頭；場效應晶體管的源、漏、門電極；以及基于這種晶體管的存儲器件；二極管的陽極和陰極觸頭，所述二極管包括光電二極管、發(fā)光二極管和光電導器件；電容器的電極板、電阻器的電極引線；電阻性元件(在預或部分金屬態(tài))；RF天線；數(shù)據(jù)線和總線；靜電屏；和/或電荷損耗層。本領域普通技術人員將意識到在不背離本發(fā)明的精神的情況下，存在本文所描述的實施方式的進一步可能應用和改變。制備導電復合材料的方法根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了制備導電復合材料的方法。圖4示出了該方法400。根據(jù)步驟402-404制備了金屬納米粒子414。步驟402包括混合金屬鹽、還原劑和相轉移劑。步驟404包括從得自步驟402的混合物提取被保護的金屬納米粒子414。被保護的金屬納米粒子414具有圍繞該納米粒子的保護性單層。根據(jù)步驟406制備了復合材料分散體416。步驟406包括將聚合物和溶劑加入到被保護的金屬納米粒子414中。根據(jù)步驟408-412在基底上形成了導電復合材料422。步驟408包括將復合材料分散體416沉積到基底上以形成復合材料膜418。在步驟410中，使溶劑從復合材料膜418蒸發(fā)以形成未退火復合材料420。在步驟412中，將未退火復合材料420進行熱退火?，F(xiàn)在將更詳細地描述每個步驟。劍吝獰絲金虜謝術教^游方法使用修正的Brust工藝(Brust，M.,Walker,M，Bethell，D.Schiffrin，D.，Whyman，R.Synthesisofthiolderivatisedgoldnanoparticlesinatwophaseliquid-liquidsystem.J.Cem.Soc，Chem.Commun.，801-802(1994).)，以制備惰性金屬納米粒子414。在圖4中通過步驟402和404示出了被保護的金屬納米粒子的制備。必需的是所制備的納米粒子是可溶的并且對于實際的印刷和其它溶液沉積工藝是穩(wěn)定的。具體地，所述惰性金屬納米粒子可溶于非有機溶液。例如，所述納米粒子可溶于水溶液，如水和含水醇。為了例示的目的，將關于金(Au)納米粒子描述制備納米粒子的方法。為了本發(fā)明的目的，修正了Brust工藝。通常，該工藝的步驟包括將金離子混合到合適的兩相有機-水體系中并將W-羧基和O)-羥基官能化的垸基硫醇和相轉移劑添加到該混合物中。所述烷基硫醇將形成所述納米粒子的保護性單層。所述兩相有機-水體系的有機相可以是甲苯。用于這些體系的有機溶劑的其它例子包括環(huán)己烷、四氫萘、苯等。所述水相可以是水。所述金離子可以是AuClT的形式。例如，可從四氯金酸氫的水溶液獲得金離子。如果要獲得不同于金的其它金屬納米粒子，那么可以使用該金屬配合物的任意穩(wěn)定氧化形式。例如，在Ag的情況中，可以使用硝酸銀?？梢允褂玫暮线m的w-羧基和co-羥基官能化的烷基硫醇的例子包括但不限于11-巰基-1-十一烷醇和/或16-巰基十六垸酸。例如，可以以10:1的摩爾比添加11-巰基-1-十一垸醇和/或16-巰基十六垸酸。但是，11-巰基十一烷酸也可以被用于該步驟。如果使用11-巰基十一垸酸，那么將反應混合物加熱到4(TC。可以使用的相轉移劑的例子包括溴化四辛基銨、(C8H17)4NBr。任意合適的季銨鹽都可以被用作相轉移劑。一些例子包括鹵化四丁基銨、鹵化四辛基銨、氯化十六烷基三甲基銨。鱗基鹽，例如氯化四丁基鱗，也可以被用作相轉移劑。將所述混合物劇烈攪拌并且然后將其靜置一段時間，從而金離子能夠轉移到有機相。通常將該混合物靜置數(shù)分鐘。在水中的HAuCU溶液在顏色上為淺黃色。但是，在金離子已經(jīng)被轉移到有機相后，黃顏色從水相中消失。這表明完成了金離子從水相到有機相的轉移。然后，添加還原劑以將金離子還原為Au態(tài)。所述還原劑可以為硼氫化鈉NaBH4。但是，可以使用任何其它合適的還原劑，如在六甲基磷酰胺(HMPA)中的氰基硼氫化鈉(NaCNBH3)，并且還可以使用在A1C13存在下的三(三甲基甲硅烷基)硅垸、SnCl2、Et3SiH。所述混合物再次被允許靜置至少兩個小時。為了獲得被保護的金屬納米粒子，在步驟404進行了提取。具體地，將有機相分離，用水清洗，并且蒸發(fā)，以獲得被保護的金屬納米粒子414。如果要獲得其它惰性金屬的納米粒子，那么用于步驟402和404的反應劑可以和上述的那些一樣，除了金屬離子源。作為具體的例子，將四氯金酸氫的水溶液(0.05M，10mL)形式的金離子與在甲苯中的溴化四辛基銨溶液(0.030M，25mL)混合。采用甲苯和水混合物的兩相有機-水體系。在持續(xù)攪拌下，將10:1摩爾比的ll-巰基-l-十一垸醇和16-巰基十六垸酸加入混合物中。劇烈攪拌該混合物，直到所有的AuCl4—被轉移到甲苯中。然后，在劇烈攪拌下，加入新制備的硼氫化鈉溶液(0.5M，7.5mL)，以使有機層變深褐色。將有機相蒸發(fā)至干以得到黑色固體，將該黑色固體被溶解在甲醇(MeOH)中，并且通過在H20-MeOH混合物中反復提取而被純化。在一些情況中，金屬納米粒子的提取物完全溶于1120中。在1:1、1:5和1:10的烷基硫醇:Au摩爾比被用于制備各種直徑的被保護的納米粒子的情況下，重復以上步驟402和404。獲得了具有22-42埃的各種平均直徑的、被約5埃厚保護性單層(通過TEM)保護的金納米粒子414。所述被保護的納米粒子的平均直徑可以為1-20nm。優(yōu)選地，具有保護性單層的納米粒子的平均直徑為1-5nm。從上述的工藝中獲得了通過掃描電子顯微鏡觀察的22埃(12埃)、33埃(12埃)、42埃(15埃)的平均直徑(標準偏差)的納米粒子414。通過X射線光電子能譜分析被保護的納米粒子414。Br、Cl、Na、N、B雜質低于檢測極限(0.1at.%):通常(以at.。/。計)20。/。的Au、77%的C和3%的S。所述導電納米粒子可以包括膠體或團簇。所述膠體或團簇可以單分散的、雙峰的或多分散的。所述多分散的膠體或團簇可以有顯著部分的小粒度金屬簇。具體地，所述被保護的金屬納米粒子是多分散的，其具有以數(shù)目計大于20%顯著分數(shù)的直徑小于3nm的小粒度納米粒子。作為合適的保護性單層的結果，提高了被保護的金屬納米粒子414的溶解度。具體地，用于在方法400的步驟402和404中形成保護性單層的垸基硫醇具有羥基和羧基的組合。這種基團可以形成與水和其它非有機醇溶劑結合的氫鍵。納米粒子414在水溶劑中的溶解度至少為30mgmL"。具體地，所述溶解度至少為50mgmL"。甚至更具體地，所述溶解度至少為75mgmL'1。在沒有超聲作用的情況下，被保護的導電納米粒子414可以再分散在水中和含水醇中。例如，高達75mgmL"的22埃的Au納米粒子溶解在甲醇(MeOH)中。所述被保護的金屬納米粒子也是穩(wěn)定的。具體地，在室溫下溶液態(tài)的納米粒子在長達至少1年的時間內不聚集。高溶解度和穩(wěn)定性對于實際的印刷和其它溶液沉積工藝是必需的。因此，得自方法400的步驟402和404的被保護的金屬納米粒子414對于這種工藝可能是合適的。疾滬性卓屋在所述金屬納米粒子上形成的保護性單層包括分子和/或聚合物。如果所述保護性單層包括分子，那么保護性單層包括一個或多個烷基鏈或芳族部分，所述垸基鏈或芳族部分在一端用能夠結合于所述被保護的金屬納米粒子的基團(X)官能化，并且在另一端用能夠在溶劑中溶劑化和/或當被應用到基底時用于粘合目的的基團(Y)官能化?；鶊FX的例子包括但不限于硫醇、胺、膦、異腈、腈、硅垸、羥基和酸基團。Y的例子包括但不限于羥基、胺、酯、酰胺、酸(例如羧酸、磺酸、膦酸)、銨、季銨、乙二醇片段、乙烯基。還可以使用烷烴鏈(即￥=甲基)。在應用到基底上之前并且為了適當粘合于所述基底，可以使用一種或一種以上的官能團(例如混合的羥基和羧酸基團)以獲得所述納米粒子在所述溶劑中所需的溶解度。所述垸烴鏈適當?shù)逆滈L為3-18個碳原子。如果所述保護性單層包括聚合物，那么為了如上所述的類似原因，所述聚合物沿著該聚合物的鏈長應該還包括例如基團X和Y的基團。另外，所述保護性單層必須能夠從所述納米粒子的表面分離，并且優(yōu)選在所述納米粒子的表面熔化溫度下?lián)]發(fā)。獰薪*浙覆^激添身剪凝疾^游金厲謝苯粒子在制備導電復合材料的方法400中，如在步驟406中所見的，將溶解在相容性溶劑的合適聚合物添加到所述被保護的金屬納米粒子414中，以形成復合材料分散體416。所述聚合物必須與所使用的溶劑以及與所述納米粒子相容。關于所使用的溶劑，通過所述被保護的金屬納米粒子414和所述聚合物的類似的溶解度性質來測量相容性。所述聚合物與所述納米粒子的相容性指具有類似的總電荷的聚合物和納米粒子。例如，如果所述聚合物是聚陽離子，那么納米粒子414應該還具有中性或陽離子性的表面電荷。相反，如果所述聚合物是聚陰離子，那么納米粒子414應該具有中性或陰離子性的表面電荷。具體地，正是納米粒子414的保護性單層決定了所述聚合物和所述納米粒子的相容性。以上已經(jīng)描述了可以用于步驟406的合適聚合物。所述聚合物可以為導電聚合物。導電聚合物的例子包括聚電解質配合物，例如聚乙撐二氧噻吩(PEDT)、聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽(PEDT:PSS)和聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-Nafion。可以用于本發(fā)明的其它聚合物包括聚電解質，例如聚苯乙烯磺酸和聚苯乙烯磺酸鹽以及其它有機導電分子和低聚物的聚電解質配合物。可以在步驟406中用于混合所述聚合物和所述被保護的金屬納米粒子414的溶劑是極性溶劑。極性溶劑的例子包括水和醇，如甲醇、乙醇、丙醇和異丙醇。還可以使用包括六氟異丙醇的氟化溶劑以及包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮的極性疏質子溶劑。具體地，所述溶劑為甲醇和/或水。如果使用中性聚合物，還可以使用有機溶劑。對于所述溶劑，有利的是具有高沸點和適合于印刷技術。具體地，被保護的納米粒子414當與市售的聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽溶液(PEDT:PSS)混合時，溶解于濃度為1.2mgml/1的甲醇中，以形成33mgmL"的濃度。發(fā)現(xiàn)在寬的組分范圍中混合良好，沒有相分離。被保護的金納米粒子414還給出了均勻分散體，該均勻分散體具有卯:10體積/體積(％)MeOH-H20溶液聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽(PEDT:PSS)和具有在高達80vol。/。的寬組分范圍內的聚(乙撐苯酚)(PVP)。據(jù)觀察，復合材料分散體416是穩(wěn)定的，一年以上也沒有被觀察到相分離。因此，該復合材料分散體可以被印刷或旋涂在各種基底上，以得到可以被退火至高導電率狀態(tài)的膜。所形成的復合材料分散體416在固態(tài)時是穩(wěn)定的。這是由于在所述聚合物和所述納米粒子的OH—和COOH封端的保護性單層之間的有利的氫鍵。氫鍵的結果是避免了在所述納米粒子團簇和/或膠體之間的相分離，因此使得所述復合材料溶液是穩(wěn)定的。沉娜基庶丄輔遊乂所制備的復合材料分散體416可以被進一步處理，以制備合適的導電復合材料。例如，所述導電復合材料可以被用于制造電路互連和通孔連接。還可以制造使用這種可印刷的金屬導電復合材料的器件電極。任何合適的基底都可以用于所述制造工藝?；椎睦影ǖ幌抻谌嵝运芰匣?，例如聚對苯二甲酸乙酯，二聚酰亞胺，玻璃和具有熱生長二氧化硅的硅。所述基底的表面任選被修整(primed)，以提供具有高表面能和/或與惰性金屬納米粒子的保護性單層的Y基團發(fā)生指定相互作用的表面，其中所述修整通過用適當?shù)碾姇灧烹?、氧等離子體處理所述基底表面，或更優(yōu)選用適當?shù)谋砻嫘拚麆?primingagent)表面衍生化來進行。所述修整劑確保復合材料分散體416對所述基底的良好粘合。這種試劑包括例如胺、羧酸和/或羥基。通過噴墨印刷、刮漿涂覆或其它這種溶液圖案處理方法將復合材料分散體416沉積到所述基底上，以在互連或電極的所需圖案的所需位置上，如在步驟408中所示，形成復合材料膜418。然后使許所述溶劑從復合材料膜418蒸發(fā)掉，如步驟410所示，以留下10nm至1jtmi厚的未退火復合材料420。更優(yōu)選地，未退火復合材料420的厚度為50至500nm。因此，蒸發(fā)步驟410所需的時間依賴于所需的未退火復合材料的厚度。然后，將復合材料膜418經(jīng)歷快速熱退火，強光或紅外輻射或激光退火，如步驟412所示，處理時間為從數(shù)秒到數(shù)分鐘，在動態(tài)惰性氣氛或真空中以引起所述導電金屬納米粒子的保護性單層的表面熔化，使得所述復合材料可以聚結和會聚在一起，以將它們轉變成大塊連續(xù)完全金屬性膜。具體地，將未退火復合材料420在180-250。C的溫度范圍內經(jīng)歷退火約2-5分鐘時間。溫度影響所形成的導電復合材料422的最終電導率。導致去除所述保護性單層的納米粒子的表面熔化是不可逆過程。這發(fā)生的溫度還依賴于所述被保護的納米粒子的粒度和所述保護性單層的厚度。該溫度被稱為"轉變溫度"。該溫度可以通過測量作為所述退火或輻射條件的函數(shù)的所述混合物薄膜的四探針直流電導率來確定。所述轉變溫度是在電導率上有急劇增加時的溫度。使用四探針技術確定所述電導率。在該技術中，將未退火復合材料沉積到4條平行線上，其中每條線的末端在連接到探針的粘結墊中。兩個外部的探針確定在電路中的電流，和兩個內部的探針確定兩條內部線之間的電勢差。這被用于確定未退火復合材料420的電阻和隨后的其電導率。因此，獲得了導電復合材料422。作為所述退火的結果形成的導電圖案具有高電導率。例如，導電復合材料422的電導率大于100,000Scm'1，使得高50nm、寬50jwn和長10cm的線在運載10mA電流時，遭受到小于40mV的寄生電壓降。圖A5A和5B中示出了在復合材料分散體416中變化的例子。具體地，圖5B示出了在退火步驟的不同階段金納米粒子的計算的透射光譜。用以下方式計算透射光譜。首先，為了對電子散射的尺寸效應，采用下式修正Au核的復介電常數(shù)Qnan?！?<___<W邵滅"2+氣其中U/m+C^，C是電子散射常數(shù)，Vp是費米速度，r是粒r子半徑(ScaffardiLB等，2005)。C=2.0最好地描述了所沉積的復合材料膜418，但是在160'C下退火后它下降到0.75，表明了粒子內電子散射的減少和Au核的松弛。這被等離子體帶(plasmonband)的變窄和加強所證明。然后，考慮具有配體分子的熱吸收的保護性單層的降低的厚度，計算被保護的納米粒子414的可極化性(VandeHulst,1957)，其中q是被保護的金納米粒子直徑和金納米粒子直徑之比，和《是其中將所述納米粒子嵌入的聚合物(在這個情況中為PEDT:PSS)的介電常數(shù)，以及ff"和《"分別是保護性單層和Au核的介電常數(shù)。所述納米粒子的平均直徑為33埃，同時所述保護性單層的厚度為5埃。在絕緣體-金屬轉變之前，所述被保護的納米粒子保存在未退火復合材料420中(見圖5AA)，并且使用Maxwell-Garnet有效介質近似(MG-EMA)計算該膜的光學性質(f，)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>其中f是所述被保護的納米粒子的體積分數(shù)。通常認為只在粒子的體積分數(shù)非常低的情況下應用MG-EMA(GranqvistCG和Hunderi0,1977)。但是，它甚至在高粒子濃度的情況下運行良好，這可能是近零局域場修正的緣故(AspnesDE,1982)。在轉變之后，所述納米結構的極限形式被認為是Au和聚合物的雙連續(xù)互穿網(wǎng)絡。采用Bruggemann近似(Br-EMA)計算這種膜的光學性能()，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>對于在這兩個極限之間的實際納米粒子，采用兩種極限形式的BmggemannEMA計算其光學性質。采用考慮到反射損失和多光束干涉的標準Fresnel轉移基體方法，從這些光學性質計算透射光譜。所有其它輸入?yún)?shù)(如組件的光學常數(shù)、保護性單層的厚度以及體積分數(shù))被測量或是通過現(xiàn)有技術已知。從未退火復合材料420的結構可知自由參數(shù)，如圖5A中所示。圖5A示出了在上述方法的過程中未退火復合材料420的結構演化的示意性輪廓。(i)示出了未退火復合材料420。當退火開始時，在復合材料420中的納米粒子開始經(jīng)歷一些轉變，如(ii)所示。隨后，隨著退火繼續(xù)，在復合材料420中的被保護的納米粒子開始損失它的保護性單層(iii至iv)。例如，所述保護性單層的厚度從約4埃減小到約0.2埃。但是，復合材料420的核結構仍然保持著。進一步的退火(v至vii)使得達到轉變溫度，導致在所述基體中相鄰納米粒子之間的核-核聚結。該核-核聚結導致在復合材料420中納米粒子的延長。經(jīng)過達到條件(viii)的時間，形成了導電復合材料422。然后，用與上述的方式類似的方式可以制備導電復合材料422的層和/或陣列。因此，根據(jù)本領域中用于形成電極等的已知方法，可以在導電復合材料422上形成電路層的陣列。或者，針對適當表面處理的第一電極，"印刷"可印刷的金屬導電復合材料422的液滴，導致去濕分離，使得所印刷的液滴形成第二高導電電極，并且從亞微米的第一支通道寬度分離。所述表面處理可以包括用全氟烷基鏈或烷基鏈或兩者的混合物來處理。未退火的復合材料420具有略高的初始ade"10—6-l(r5Scm"。復合材料分散體416的PEDT是能在氮氣中承受高達300'C的堅固導電聚合物，具有adc"10'6Scm'1，該(7dc值設定了復合材料420的本底電導率。根據(jù)未退火復合材料420的組成，c^在160-200。C下提高到10—5-1()-3Scm"。70:30v/v的具有22-33埃Au的未退火的復合材料420在210-230"C之間轉變成高導電態(tài)。復合材料分散體416的PEDT顯現(xiàn)出將轉變溫度(Tp)少量地僅延遲15-20'C，并且對具有約0.7的高Au體積分數(shù)和33?；蚋〉男u粒度的膜的最終(Jdc無害。這證明了未退火的復合材料420是均勻的。甚至在固態(tài)時，也沒有發(fā)生相分離，這可能是由于在所述聚合物和所述納米粒子的OH—和COOH封端的保護性單層之間相互作用(氫鍵)的緣故，避免了相分離，該相分離是納米粒子-聚合物體系的普遍特征。對于更大的納米粒子，Tp被進一步被延遲，并且可獲得的(7de減小。這不是意外的，因為具有較大AU粒度的未退火復合材料418具有按比例更大的Au內間距，該間距減小了電子躍遷率(AbelesB等，AdvPhys，24:406-461，1975)。這在圖6中示出。在未退火的復合材料420中的金納米粒子在約240'C下表現(xiàn)出表面熔化轉變。當通過所述閾值溫度時，未退火的復合材料420在電導率上表現(xiàn)出大于101()倍的增長，達到約4X105Scm"。與PEDT:PSS一起配成制劑的未退火復合材料420，對于在95%金到30%金范圍內的金和PEDT的不同體積分數(shù)，也具有在240-270'C的相同范圍。隨著所述聚合物體積分數(shù)增加，所述閾值溫度升高。對于大于或等于40%的聚合物體積分數(shù)，不能形成大塊連續(xù)金屬態(tài)。線性場效應空穴遷移率被確定為4Xl(T4cm2V"S"，該值比在光刻圖案化Au源-漏陣列上制備的相應器件略大。這表明了本文所述的導電復合材料422能夠將空穴注入到TFB中，并且對晶體管性能無害。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)穿越絕緣體-金屬邊界的這些未退火的復合材料420的結構演化可以從它們的光譜中推導出來。由于納米Au粒子的高數(shù)量密度，這里通過橫截面TEM的直接成像是不可能的。為了比較，分別在圖7A和7B中示出了納米Au膜和Au-聚合物膜的透射光譜。在Tp以下，未退火的復合材料420示出了振子強度增加以及從540nm紅移到575mn的清晰等離子體帶。在Tp處，所述等離子體特征突然消失成從紅外和近紅外擴展的Drude尾，表明了3D滲流結構的形成。但是，所述復合材料仍為納米結構并且不同于大塊Au，這是因為所述復合材料仍然在間隙空間中并入了顯著分數(shù)的有機物，如通過保留在650nm處的弱等離子體殘留所證實的。還在導電復合材料422中發(fā)現(xiàn)了類似特征，除了Tp延遲15-2CTC以及在最終導電復合材料422中存在30v/v。/。聚合物。這使得可以在增量步驟中穿越絕緣體-金屬邊界并且獲得所述轉變的更詳細光譜。從光譜學中，所述Drude尾的出現(xiàn)表明了在215-23(TC中出現(xiàn)絕緣體-金屬轉變，這與(Tde測量完全符合。光和電轉變一起發(fā)生。/i厲作為存^器斧還可以電引發(fā)未退火的復合材料420的轉變。這是存儲器件的基礎。實現(xiàn)所述轉變所需的電場可以為幾個MVcm"的范圍。圖8A和8B圖示了該轉變。用1:1的Au(33埃)-PEDT制備垂直十字線單元(verticalcross-wirecell)結構，以形成所述復合材料分散體。通過簡單三層工藝制備了存儲器件。第一步包括蒸發(fā)50nm厚和0.1mm寬的平行金線。通過旋涂，在該層上沉積1:1的Au(33埃)-PEDT復合材料分散體，以得到約100nm厚的復合材料膜。最后的步驟是在垂直于底層的方向上蒸發(fā)金線，以得到具有每個單元或存儲元件的垂直十字線單元結構，所述每個單元或存儲元件具有10!112的橫截面積和約100nm的厚度。頂和底電極可以是其它金屬，如鋁、銅或銀，代替金。在低電壓下，該單元給出了所期望的Au-PEDT的非歐姆IV特性，和在0V時所期望的20kQ的電阻(對應于ffdc"5Xl(T6Scm—"。當所應用的電壓達到40V時，所述單元電阻減小至300Q，并且IV特性變?yōu)闅W姆性(10'3SCm")。清楚的是所述絕緣體-金屬轉變沒有遍及整塊Au-PEDT，而可能受限于絲狀路徑。當退火(另一個單元)至22(TC時，由于達到熱引發(fā)轉變的啟動，它的電阻從20kO降至650fi(4X10'4Scm—1)。在隨后的電壓掃描過程中，當電壓達到25V時，電阻進一步降至40Q(l(T2Scm")?，F(xiàn)在所需的電壓比以前更低。與已經(jīng)被熱引發(fā)的初生的導電路徑的存在相一致，完全滲流這些路徑所需的電場更小。一旦形成，電流導電路徑是穩(wěn)定的。這表明了對于這些可印刷的復合材料可能的非揮發(fā)性存儲應用。從表面上看，這類似于回溯到1971年在"介電聚合物薄膜(dielectricpolymerthinfilms)"中已經(jīng)報導的電開關行為。例如，所述復合材料可能適用于電流絲型存儲器件。以上的優(yōu)點是所需電場大大減小，并且由于所述電流絲必須通過所述納米粒子，那么它的性質，例如退火前的體積分數(shù)和粒度，提供了定制所需單元的特性的方法。權利要求1.一種導電復合材料，包括懸浮基體，和懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，其中所述導電復合材料具有大于104Scm-1的電導率。2.—種導電復合材料，包括懸浮基體，和懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，其中所述導電復合材料具有至少200'C的熱耐受限度。3.根據(jù)權利要求2所述的導電復合材料，其中所述熱耐受限度為至少250。C。4.根據(jù)權利要求2所述的導電復合材料，其中所述熱耐受限度為至少30(TC。5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述導電復合材料耐受溶劑，而不會有顯著的機械變形或電性能的退化。6.根據(jù)權利要求2-5中任一項所述的導電復合材料，其中所述導電復合材料的電導率大于104Scm—、7.根據(jù)權利要求2-5中任一項所述的導電復合材料，其中所述導電復合材料的電導率為10"至10SScm"。8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述金屬納米粒子的平均直徑小于20mn。9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述金屬納米粒子的平均直徑小于5mn。10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述金屬納米粒子是惰性金屬納米粒子。11.根據(jù)權利要求IO所述的導電復合材料，其中所述惰性金屬選自金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)和/或其任意組合。12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述懸浮基體是聚合物基體。13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述懸浮基體是導電聚合物基體。14.根據(jù)權利要求13所述的導電復合材料，其中所述導電聚合物選自聚乙撐二氧噻吩(PEDT)，聚電解質配合物聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽PEDT:PSS，和聚(3，4-乙撐二氧噻吩)-Nafion。15.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述懸浮基體的體積分數(shù)小于70%。16.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其中所述懸浮基體的體積分數(shù)大于20%。17.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的導電復合材料，其具有小于50/xm的厚度。18.—種制備金屬復合納米粒子的方法，包括將保護性單層材料與金屬鹽、還原劑和相轉移劑混合，從所述混合物中提取被保護的金屬納米粒子，其中保護性單層材料包括一個或多個烷基鏈或芳族部分，所述烷基鏈或芳族部分在一端用能夠與所述被保護的金屬納米粒子結合的基團(X)官能化，并且在另一端用能夠在非有機溶劑中溶劑化的基團(Y)官能化，使得X和Y之間的距離大于10埃。19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述被保護的金屬納米粒子的溶解度大于10mg/mL—、20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述被保護的金屬納米粒子的溶解度大于50mg/mL—1。21.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述被保護的金屬納米粒子的溶解度大于75mg/mL—、22.根據(jù)權利要求18-21中任一項所述的方法，其中所述被保護的金屬納米粒子是非聚集的簇或膠體。23.根據(jù)權利要求18-22中任一項所述的方法，其中所述被保護的金屬納米粒子是多分散的，其具有以數(shù)目計大于20%的顯著分數(shù)的直徑小于3nm的小粒度納米粒子。24.根據(jù)權利要求18-23中任一項所述的方法，其中所述金屬納米粒子是惰性金屬納米粒子。25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中所述惰性金屬選自金(Au)、銀(Ag)、鉑(Pt)、鈀(Pd)和/或其任意組合。26.根據(jù)權利要求18-25中任一項所述的方法，其中使用2相有機-水體系提取所述被保護的金屬納米粒子。27.—種制備導電復合材料的方法，包括將具有保護性單層的金屬納米粒子和懸浮材料分散在溶劑中，形成復合材料分散體。28.根據(jù)權利要求26所述的方法，其中根據(jù)權利要求18-26的任一項來制備所述金屬納米粒子。29.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中所述懸浮材料是聚合物。30.根據(jù)權利要求27所述的方法，其中所述懸浮材料是導電聚合物。31.根據(jù)權利要求27-30中任一項所述的方法，其中如果所述懸浮材料是聚陽離子，那么所述保護性單層材料在所述金屬納米粒子上產(chǎn)生正性的電荷信號，或者如果所述懸浮材料是聚陰離子，那么所述保護性單層材料在所述金屬納米粒子上產(chǎn)生負性的電荷信號。32.根據(jù)權利要求31所述的方法，進一步包括沉積所述復合材料分散體以形成復合材料膜。33.根據(jù)權利要求32所述的方法，進一步包括從所述復合材料膜中蒸發(fā)所述溶劑以形成未退火的復合材料。34.根據(jù)權利要求33所述的方法，進一步包括在轉變溫度下對所述未退火復合材料進行退火，以形成所述導電復合材料。35.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中退火包括將所述未退火的復合材料加熱到30(TC的轉變溫度以上。36.根據(jù)權利要求34所述的方法，其中退火包括將所述未退火的復合材料加熱到20(TC的轉變溫度以上。37.根據(jù)權利要求34所述的方法，進一步包括測量所述電導率以確定所述轉變溫度。38.根據(jù)權利要求37所述的方法，進一步包括在退火后向所述導電復合材料施加電壓脈沖。39.—種存儲器件，包括懸浮基體，懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，和至少兩個電極陣列，其關于所述懸浮基體正交排列，以形成存儲單元的基體；每個存儲單元形成于各自電極陣列的交叉點之間。40.根據(jù)權利要求39所述的器件，其中所述懸浮基體和所述金屬納米粒子一起形成導電復合材料，其中所述導電復合材料包括如權利要求1-17中任一項所述的導電復合材料。41.根據(jù)權利要求39所述的器件，其中所述導電復合材料的平均電導率可以通過施加電壓脈沖而永久提高至少一個數(shù)量級。42.根據(jù)權利要求40所述的器件，其中用于提高所述導電復合材料的平均電導率的所述電壓脈沖對應于大于0.5MVcm"的電場。43.根據(jù)權利要求40所述的器件，其中所述電極陣列由金屬制成。44.根據(jù)權利要求43所述的器件，其中所述電極陣列由金、鉑、銀、鈀、鋁和/或其任意組合制成。全文摘要一種導電復合材料，包括懸浮基體(例如導電聚合物基體)和懸浮在所述懸浮基體中的金屬納米粒子，其中該導電復合材料具有大于10⁴Scm^-1的電導率。一種用于制備金屬復合納米粒子的方法，包括將保護性單層材料(例如ω-羧基或ω-羥基官能化的烷基硫醇，如11-巰基-1-十一烷醇或16-巰基十六烷酸)與金屬鹽(例如四氯金酸氫)、還原劑(例如硼氫化鈉)和相轉移劑(例如溴化四辛基銨)混合，以及從該混合物中提取被保護的金屬納米粒子，其中所述保護性單層材料包括一個或多個烷基鏈或芳族部分，所述烷基鏈或芳族部分在一端用能夠結合于所述被保護的金屬納米粒子的基團(X)官能化，并且在另一端用能夠在非有機溶劑中溶劑化的基團(Y)官能化，使得X和Y之間的距離大于10埃。文檔編號C09C1/62GK101238528SQ200680026939公開日2008年8月6日申請日期2006年7月3日優(yōu)先權日2005年7月1日發(fā)明者佩凱-瓊·嘉,彼得·基安-胡恩·霍,?？ㄈR恩·西瓦拉馬克里希南,萊-萊·查申請人:新加坡國立大學