專利名稱：可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及量子點(diǎn)或量子線材料制備領(lǐng)域，尤其涉及一種位置可控的生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的方法。
背景技術(shù)：
納米顆?；蚣{米線的尺度1 20納米時(shí)由于量子效應(yīng)明顯，在物理學(xué)中也稱為量子點(diǎn)或量子線。量子點(diǎn)或量子線陣列在面光源、顯示器、太陽能電池、信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域有極為廣泛的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)和量子線的定位制備對(duì)量子器件的制備已形成瓶頸難題，而量子器件的應(yīng)用更為廣泛，如量子計(jì)算機(jī)、生物芯片、納米機(jī)器人等?，F(xiàn)有制備量子點(diǎn)或量子線材料時(shí)，大部分方法中，量子點(diǎn)或量子線位置是隨機(jī)不可控的。模板法和光刻蝕方法對(duì)量子點(diǎn)或量子線的制備在位置上可控，但模板的制備是不可控的，光刻蝕對(duì)量子點(diǎn)或量子線的量子效應(yīng)影響較大?？煽匚恢玫牧孔狱c(diǎn)或量子線陣列制備是納米材料研究者正在探索的內(nèi)容，對(duì)少量個(gè)數(shù)量子點(diǎn)和需要形狀的量子線的制備仍然是個(gè)困難，精確的定位生長(zhǎng)更是公認(rèn)的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式提供一種可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，可以解決目前制備量子點(diǎn)或量子線材料的方法存在對(duì)量子點(diǎn)或量子線不可控，制得的量子點(diǎn)或量子線材料從性能、應(yīng)用等方面無法滿足一些特定應(yīng)用的要求。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為本發(fā)明實(shí)施方式提供一種可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，該方法包括在溶解有量子點(diǎn)或量子線材料的溶液中設(shè)置生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的襯底，在所述襯底底面設(shè)置與襯底下表面接觸的電極；在所述溶液與所述電極之間施加電壓形成穩(wěn)恒電場(chǎng)，使溶液中的量子點(diǎn)或量子線材料在所述穩(wěn)恒電場(chǎng)的電場(chǎng)力的作用下向所述襯底上的電極所在的位置沉降，在所述電極所對(duì)應(yīng)位置的襯底上生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線；調(diào)整所述電極的位置控制量子點(diǎn)或量子線在襯底上的生長(zhǎng)位置。上述方法中，所述方法進(jìn)一步包括調(diào)整在所述溶液與所述電極之間施加電壓的大小，控制量子點(diǎn)的大小或量子線的粗細(xì)。上述方法中，所述在所述溶液中設(shè)置平板電極與所述電極之間施加可調(diào)電壓。溶液中設(shè)置平板電極與電源的正極連接，電極與所述電源的負(fù)極連接。上述方法中，所述溶液中設(shè)置平板電極與所述電極之間施加的電壓為0. IV 60V。上述方法中，所述襯底采用厚度小于毫米量級(jí)的非導(dǎo)電材料制成的襯底。上述方法中，所述電極采用金屬探針或金屬刀刃。
上述方法中，所述金屬探針采用尖部為尖銳錐形的金屬探針。上述方法中，所述金屬探針或金屬刀刃可以為多個(gè)。由上述提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施方式提供的方法中，通過在生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線材料的溶液與電極之間施加電壓形成穩(wěn)恒電場(chǎng)，使溶液中的量子點(diǎn)或量子線材料在穩(wěn)恒電場(chǎng)的電場(chǎng)力向電極所在位置的襯底上生長(zhǎng)，從而可以通過電場(chǎng)誘導(dǎo)在襯底的需要位置生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線，達(dá)到可控制備量子點(diǎn)或量子線的目的。該方法操作簡(jiǎn)單，可控效果好，可實(shí)現(xiàn)任意量子點(diǎn)或量子線位置的可控生長(zhǎng)，為量子器件的加工制造奠定基礎(chǔ)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控生長(zhǎng)量子點(diǎn)的方法的示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例可控生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的原理圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的系統(tǒng)示意圖；圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的部件名稱為1-裝溶液的容器；2-襯底；3-量子點(diǎn)；4-金屬探針；5-負(fù)極；6-正極；7-電源；8-電熱絲；9-容器上的排溶液口 ； 10-溫控系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例提供一種可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，如圖1、2所示，該方法包括在溶解有量子點(diǎn)或量子線材料的溶液中設(shè)置用于生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的非導(dǎo)電襯底，在襯底底面上設(shè)置電極(金屬探針或金屬刀刃)，使電極(金屬探針或金屬刀刃)與襯底下表面相接觸；在溶液中設(shè)置平板電極(與電源正極連接)，在電極(金屬探針或金屬刀刃)上連接負(fù)極(與電源的負(fù)極連接)，向正、負(fù)極施加電壓(電壓為可調(diào)電壓)形成穩(wěn)恒電場(chǎng)， 使溶液中的量子點(diǎn)或量子線材料合成后帶電，合成量子點(diǎn)或量子線材料以顆粒形式向電極 (金屬探針或金屬刀刃)所在位置的襯底上沉降生成量子點(diǎn)或量子線；調(diào)整電極(金屬探針或金屬刀刃)的位置可控制在襯底上生長(zhǎng)的量子點(diǎn)或量子線的位置。實(shí)際中，可調(diào)整電極(金屬探針或金屬刀刃)的位置、形狀控制生長(zhǎng)的量子點(diǎn)或量子線的位置與形狀，并且量子點(diǎn)的大小和量子線的粗細(xì)可由電極(金屬探針或金屬刀刃)的電壓確定。電極(金屬探針或金屬刀刃)可以采用尖銳的金屬探針和金屬刀刃，金屬探針可以是多個(gè)，排列可根據(jù)需要確定，金屬探針與襯底接觸，襯底越薄越好，限制在小于毫米以下。金屬刀刃位置、形狀和數(shù)量也根據(jù)需要設(shè)定。電極電壓可控制在0.1 60伏，可根據(jù)量子點(diǎn)或量子線大小需要確定，優(yōu)選電壓控制在0. 1 IOV0實(shí)際中，可采用圖3所示的系統(tǒng)進(jìn)行可控生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線，當(dāng)量子點(diǎn)或量子線生成后，溶液從排液口緩慢排出，液體液面到襯底上表面附近時(shí)，關(guān)閉排液口，通過溫控系統(tǒng)加熱襯底，使剩余液體通過熱分解方法揮發(fā)，溫度在30°C 50°C (見圖幻。最后要將生長(zhǎng)有量子點(diǎn)或量子線的襯底通過熱處理，提高量子點(diǎn)或量子線的附著強(qiáng)度。該方法操作簡(jiǎn)單，可控效果好，從而使制備出的量子線材料可以滿足多種特定場(chǎng)合的需要，可實(shí)現(xiàn)任意量子點(diǎn)或量子線位置的可控生長(zhǎng)，為量子器件的加工制造奠定基礎(chǔ)。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，該方法包括在溶解有量子點(diǎn)或量子線材料的溶液中設(shè)置生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的襯底，在所述襯底底面設(shè)置與襯底下表面接觸的電極；在所述溶液與所述電極之間施加電壓形成穩(wěn)恒電場(chǎng)，使溶液中的量子點(diǎn)或量子線材料在所述穩(wěn)恒電場(chǎng)的電場(chǎng)力的作用下向所述襯底上的電極所在的位置沉降，在所述電極所對(duì)應(yīng)位置的襯底上生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線；調(diào)整所述電極的位置控制量子點(diǎn)或量子線在襯底上的生長(zhǎng)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括調(diào)整在所述溶液與所述電極之間施加電壓的大小，控制量子點(diǎn)的大小或量子線的粗細(xì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述在所述溶液中設(shè)置平板電極與所述電極之間施加可調(diào)電壓。溶液中設(shè)置平板電極與電源的正極連接，電極與所述電源的負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述溶液中設(shè)置平板電極與所述電極之間施加的電壓為0. IV 60V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述襯底采用厚度小于毫米量級(jí)的非導(dǎo)電材料制成的襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述電極采用金屬探針或金屬刀刃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述金屬探針采用尖部為尖銳錐形的金屬探針。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，其特征在于，所述金屬探針或金屬刀刃為多個(gè)。 全文摘要
本發(fā)明公開了一種可控生成量子點(diǎn)或量子線的方法，屬于低維量子材料制備領(lǐng)域。該方法包括在溶解有量子點(diǎn)或量子線材料的溶液中設(shè)置生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線的襯底，在所述襯底底面設(shè)置與襯底下表面接觸的電極；在所述溶液與所述電極之間施加電壓形成穩(wěn)恒電場(chǎng)，使溶液中的量子點(diǎn)或量子線材料在所述穩(wěn)恒電場(chǎng)的電場(chǎng)力的作用下向所述襯底上的電極所在的位置沉降，在所述電極所對(duì)應(yīng)位置的襯底上生長(zhǎng)量子點(diǎn)或量子線；調(diào)整所述電極的位置控制量子點(diǎn)或量子線在襯底上的生長(zhǎng)位置。該方法操作簡(jiǎn)單，可控效果好，可實(shí)現(xiàn)任意量子點(diǎn)或量子線位置的可控生長(zhǎng)，為量子器件的加工制造奠定基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK102431964SQ20111042130
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者周洋, 張志乾, 武光明, 邢光建 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院