CN102431964B - 可控生成量子点或量子线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可控生成量子点或量子线的方法，属于低维量子材料制备领域。该方法包括：在溶解有量子点或量子线材料的溶液中设置生长量子点或量子线的衬底，在所述衬底底面设置与衬底下表面接触的电极；在所述溶液与所述电极之间施加电压形成稳恒电场，使溶液中的量子点或量子线材料在所述稳恒电场的电场力的作用下向所述衬底上的电极所在的位置沉降，在所述电极所对应位置的衬底上生长量子点或量子线；调整所述电极的位置控制量子点或量子线在衬底上的生长位置。该方法操作简单，可控效果好，可实现任意量子点或量子线位置的可控生长，为量子器件的加工制造奠定基础。

Description

可控生成量子点或量子线的方法
技术领域
本发明涉及量子点或量子线材料制备领域，尤其涉及一种位置可控的生长量子点或量子线的方法。
背景技术
纳米颗粒或纳米线的尺度1～20纳米时由于量子效应明显，在物理学中也称为量子点或量子线。量子点或量子线阵列在面光源、显示器、太阳能电池、信息存储等领域有极为广泛的应用前景。量子点和量子线的定位制备对量子器件的制备已形成瓶颈难题，而量子器件的应用更为广泛，如量子计算机、生物芯片、纳米机器人等。
现有制备量子点或量子线材料时，大部分方法中，量子点或量子线位置是随机不可控的。模板法和光刻蚀方法对量子点或量子线的制备在位置上可控，但模板的制备是不可控的，光刻蚀对量子点或量子线的量子效应影响较大。可控位置的量子点或量子线阵列制备是纳米材料研究者正在探索的内容，对少量个数量子点和需要形状的量子线的制备仍然是个困难，精确的定位生长更是公认的难题。
发明内容
本发明实施方式提供一种可控生成量子点或量子线的方法，可以解决目前制备量子点或量子线材料的方法存在对量子点或量子线不可控，制得的量子点或量子线材料从性能、应用等方面无法满足一些特定应用的要求。
解决上述技术问题所采用的技术方案为：
本发明实施方式提供一种可控生成量子点或量子线的方法，该方法包括：
在溶解有量子点或量子线材料的溶液中设置生长量子点或量子线的衬底，在所述衬底底面设置与衬底下表面接触的电极；
在所述溶液与所述电极之间施加电压形成稳恒电场，使溶液中的量子点或量子线材料在所述稳恒电场的电场力的作用下向所述衬底上的电极所在的位置沉降，在所述电极所对应位置的衬底上生长量子点或量子线；
调整所述电极的位置控制量子点或量子线在衬底上的生长位置。
上述方法中，所述方法进一步包括：
调整在所述溶液与所述电极之间施加电压的大小，控制量子点的大小或量子线的粗细。
上述方法中，所述在所述溶液中设置平板电极与所述电极之间施加可调电压。
溶液中设置平板电极与电源的正极连接，电极与所述电源的负极连接。
上述方法中，所述溶液中设置平板电极与所述电极之间施加的电压为0.1V～60V。
上述方法中，所述衬底采用厚度小于毫米量级的非导电材料制成的衬底。
上述方法中，所述电极采用金属探针或金属刀刃。
上述方法中，所述金属探针采用尖部为尖锐锥形的金属探针。
上述方法中，所述金属探针或金属刀刃可以为多个。
由上述提供的技术方案可以看出，本发明实施方式提供的方法中，通过在生长量子点或量子线材料的溶液与电极之间施加电压形成稳恒电场，使溶液中的量子点或量子线材料在稳恒电场的电场力向电极所在位置的衬底上生长，从而可以通过电场诱导在衬底的需要位置生长量子点或量子线，达到可控制备量子点或量子线的目的。该方法操作简单，可控效果好，可实现任意量子点或量子线位置的可控生长，为量子器件的加工制造奠定基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的可控生长量子点的方法的示意图；
图2为本发明实施例可控生长量子点或量子线的原理图；
图3为本发明实施例提供的可控生长量子点或量子线的***示意图；
图中各标号对应的部件名称为：1-装溶液的容器；2-衬底；3-量子点；4-金属探针；5-负极；6-正极；7-电源；8-电热丝；9-容器上的排溶液口；10-温控***。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种可控生成量子点或量子线的方法，如图1、2所示，该方法包括：
在溶解有量子点或量子线材料的溶液中设置用于生长量子点或量子线的非导电衬底，在衬底底面上设置电极(金属探针或金属刀刃)，使电极(金属探针或金属刀刃)与衬底下表面相接触；
在溶液中设置平板电极(与电源正极连接)，在电极(金属探针或金属刀刃)上连接负极(与电源的负极连接)，向正、负极施加电压(电压为可调电压)形成稳恒电场，使溶液中的量子点或量子线材料合成后带电，合成量子点或量子线材料以颗粒形式向电极(金属探针或金属刀刃)所在位置的衬底上沉降生成量子点或量子线；调整电极(金属探针或金属刀刃)的位置可控制在衬底上生长的量子点或量子线的位置。实际中，可调整电极(金属探针或金属刀刃)的位置、形状控制生长的量子点或量子线的位置与形状，并且量子点的大小和量子线的粗细可由电极(金属探针或金属刀刃)的电压确定。
电极(金属探针或金属刀刃)可以采用尖锐的金属探针和金属刀刃，金属探针可以是多个，排列可根据需要确定，金属探针与衬底接触，衬底越薄越好，限制在小于毫米以下。金属刀刃位置、形状和数量也根据需要设定。电极电压可控制在0.1～60伏，可根据量子点或量子线大小需要确定，优选电压控制在0.1～10V。实际中，可采用图3所示的***进行可控生长量子点或量子线，当量子点或量子线生成后，溶液从排液口缓慢排出，液体液面到衬底上表面附近时，关闭排液口，通过温控***加热衬底，使剩余液体通过热分解方法挥发，温度在30℃～50℃(见图3)。最后要将生长有量子点或量子线的衬底通过热处理，提高量子点或量子线的附着强度。该方法操作简单，可控效果好，从而使制备出的量子线材料可以满足多种特定场合的需要，可实现任意量子点或量子线位置的可控生长，为量子器件的加工制造奠定基础。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，该方法包括：
在溶解有量子点或量子线材料的溶液中设置生长量子点或量子线的衬底，在所述衬底底面设置与衬底下表面接触的电极；所述衬底采用厚度小于毫米量级的非导电材料制成的衬底；
在所述溶液与所述电极之间施加电压形成稳恒电场，使溶液中的量子点或量子线材料在所述稳恒电场的电场力的作用下向所述衬底上的电极所在的位置沉降，在所述电极所对应位置的衬底上生长量子点或量子线；
调整所述电极的位置控制量子点或量子线在衬底上的生长位置。
2.根据权利要求1所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
调整在所述溶液与所述电极之间施加电压的大小，控制量子点的大小或量子线的粗细。
3.根据权利要求1或2所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，在所述溶液与所述电极之间施加电压为：在所述溶液中设置平板电极，在所述平板电极与所述电极之间施加可调电压；
所述溶液中设置的平板电极与电源的正极连接，所述电极与所述电源的负极连接。
4.根据权利要求3所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，在所述溶液中设置的所述平板电极与所述电极之间施加的可调电压为0.1V～60V。
5.根据权利要求1所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，所述电极采用金属探针或金属刀刃。
6.根据权利要求5所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，所述金属探针采用尖部为尖锐锥形的金属探针。
7.根据权利要求5所述的可控生成量子点或量子线的方法，其特征在于，所述金属探针或金属刀刃为多个。
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