專利名稱：平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及制作納米線材料的設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備。
背景技術(shù)：
納米線材料被廣泛的應(yīng)用于納米電子學(xué)、光電子學(xué)等領(lǐng)域，如用納米線材料制備納米激光器、探測(cè)器、光學(xué)調(diào)制器、分子生物傳感器、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、等光電器件。納米線材料因其具有重要的基礎(chǔ)科學(xué)研究?jī)r(jià)值及以開(kāi)發(fā)和潛在的科技應(yīng)用價(jià)值而成為新的研究熱點(diǎn)。美國(guó)《科學(xué)》雜志在2005年5月出版的科技新聞中，把納米線研究列在物理學(xué)研究5個(gè)熱點(diǎn)中的第二位，以探索”小尺度“下物質(zhì)變化規(guī)律與新奇性質(zhì)為課題的納米線研究已引起了各國(guó)的高度重視。目前，納米線的制備常用的設(shè)備有激光燒蝕、化學(xué)氣相沉積、電弧放 電、熱劑合成、離子注入等制作設(shè)備，由此可以得到各種類型的納米線，但這些納米線一般呈不規(guī)則分布，線間不易分離，分離也對(duì)納米線產(chǎn)生較多缺陷，尤其在制作納米器件時(shí)，困難更大。這極大的影響和制約納米線的研究和應(yīng)用，特別是納米線陣列的制備。而目前制備納米線陣列的設(shè)備有模板法、缺陷法、電磁場(chǎng)法、刻蝕法等。但這些設(shè)備均存在可控性不好的問(wèn)題。因此如何制備高度有序可控的納米線陣列是急需解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，可以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式可控的制備納米線陣列。解決上述問(wèn)題的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型實(shí)施方式提供一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，該設(shè)備包括容器、超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置；其中，熱處理裝置的電熱器設(shè)置在所述容器的底部；超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在容器內(nèi)，設(shè)置在所述電熱器的上方。上述設(shè)備中，所述超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置包括超聲波發(fā)生器和反射板。上述設(shè)備中，所述換能器與反射板均對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述容器內(nèi)的側(cè)壁上。上述設(shè)備中，所述反射板通過(guò)微調(diào)螺釘設(shè)置在容器內(nèi)的側(cè)壁上。上述設(shè)備中，所述熱處理裝置還包括溫控裝置和熱電偶；溫控裝置設(shè)置在容器外面，分別與熱電偶和所述電熱器電連接。上述設(shè)備中，所述熱電偶為兩個(gè)，一個(gè)設(shè)置在容器內(nèi)側(cè)壁上，一個(gè)容器內(nèi)的所述電熱器連接。上述設(shè)備中，所述容器頂端分別設(shè)有抽氣孔、注氣孔、注液口和攪拌器；攪拌器前端伸入到容器內(nèi)。上述設(shè)備中，所述容器底部設(shè)有排液口。從上述提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供的設(shè)備，通過(guò)容器和超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置的配合，使納米顆粒在超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置形成的超聲駐波場(chǎng)作用下向襯底上沉積，從而在襯底上形成納米線陣列，并可通過(guò)熱處理裝置使納米線陣列固化在襯底上。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以實(shí)現(xiàn)可控，較低成本的制作高質(zhì)量的納米線陣列材料。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(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(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)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I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的制作設(shè)備示意圖；圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的名稱為1-容器；2_超聲波發(fā)生器；3_換能器；4_納米顆粒；5-抽氣孔；6_注氣孔；7_攪拌器；8_納米線陣列；9_反射板；10_襯底；11_溫控裝置；12-熱電偶；13_排液口 ；14_電熱器；15_注液孔；16_微調(diào)螺釘。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)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，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。下面對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，如圖I所示，該設(shè)備包括容器、超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置；其中，熱處理裝置的電熱器設(shè)置在所述容器的底部，電熱器上可設(shè)置襯底；超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在容器內(nèi)，設(shè)置在所述電熱器的上方，以在襯底上形成超聲駐波場(chǎng)。上述設(shè)備中，所述超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置包括超聲波發(fā)生器和反射板。上述設(shè)備中，所述換能器與反射板均對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述容器內(nèi)的側(cè)壁上。上述設(shè)備中，所述反射板通過(guò)微調(diào)螺釘設(shè)置在容器內(nèi)的側(cè)壁上。上述設(shè)備中，所述熱處理裝置還包括溫控裝置和熱電偶；溫控裝置設(shè)置在容器外面，分別與熱電偶和所述電熱器電連接。上述設(shè)備中，所述熱電偶為兩個(gè)，一個(gè)設(shè)置在容器內(nèi)側(cè)壁上，一個(gè)容器內(nèi)的所述電熱器連接。上述設(shè)備中，所述容器頂端分別設(shè)有抽氣孔、注氣孔、注液口和攪拌器；攪拌器前端伸入到容器內(nèi)。 上述設(shè)備中，所述容器底部設(shè)有排液口。利用上述設(shè)備制備納米線陣列材料的步驟如下，包括在溶液中設(shè)置襯底，在襯底上方設(shè)置超聲駐波場(chǎng)，超聲駐波場(chǎng)的駐波節(jié)點(diǎn)面指向所述襯底；將制備納米線的材料以納米顆粒的形式在溶液中在超聲駐波場(chǎng)的作用下沿駐波、節(jié)點(diǎn)面排列沉積在襯底上形成納米線陣列。上述方法還包括襯底上形成納米線陣列后，排放掉所述溶液，排放溶液時(shí)先自然排放(可緩慢排放)，在溶液液面達(dá)到或接近襯底表面時(shí)，采用熱蒸發(fā)方式排除剩余的溶液，保留所述襯底上形成的納米線陣列。上述方法中，襯底材料可以根據(jù)選擇，如可以根據(jù)所使用納米線陣列的產(chǎn)品選擇襯底材料。溶液可采用對(duì)納米顆粒沒(méi)有分解和化學(xué)反應(yīng)，并容易熱分解蒸發(fā)的材料。上述方法中，所述熱蒸發(fā)溫度小于70°C。上述方法還包括通過(guò)熱處理，將所述襯底上形成的納米線陣列固化在所述襯底上。上述方法中，所述熱處理溫度根據(jù)制備納米線材料的熔點(diǎn)溫度確定。上述方法中，所形成的納米線陣列平行分布在所述襯底上。上述方法中，通過(guò)調(diào)節(jié)形成超聲駐波場(chǎng)的超聲波的頻率調(diào)整所述襯底上形成的納米線陣列的納米線之間的距離。上述方法中，通過(guò)調(diào)節(jié)形成超聲駐波場(chǎng)的超聲波的功率調(diào)整所述襯底上形成的納米線陣列的納米線的直徑。上述方法中，納米顆粒的尺寸小于10納米。上述方法還包括在所述襯底上制備好第一層納米線陣列后，將所述襯底轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，在該襯底的納米線陣列上沉積第二層納米線陣列，第二層納米線與第一層納米線相交形成納米線網(wǎng)格；形成納米線網(wǎng)格后可以通過(guò)熱處理再將納米線網(wǎng)格固化在所述襯底上。上述制作設(shè)備中超聲波發(fā)生器、換能器和反射板組成超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置；該超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置中的超聲波發(fā)生器、換能器和反射板可以為多組，容器上設(shè)置抽氣孔、進(jìn)氣孔、注液孔和攪拌器，以便于向容器內(nèi)加入包含納米顆粒的溶液，并在攪拌器攪拌下合成為納米顆粒；襯底設(shè)置在容器的底部，容器底部設(shè)置排出溶液的排液口。為實(shí)現(xiàn)對(duì)形成納米線陣列的襯底進(jìn)行熱處理，可在容器底部設(shè)置電熱器、熱電偶和溫控裝置構(gòu)成的熱處理裝置，襯底可設(shè)置在電熱器上，同時(shí)在容器內(nèi)設(shè)置熱電偶，使電熱器與熱電偶均與溫控裝置電連接；熱電偶可設(shè)置兩個(gè)，一個(gè)設(shè)置在容器的溶液中，另一個(gè)設(shè)置在電熱器上，在溫控裝置的控制下，可通過(guò)電熱器對(duì)形成納米線陣列的襯底進(jìn)行熱處理。本實(shí)用新型實(shí)施例的制作設(shè)備以較簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)可控制備納米線材料。實(shí)現(xiàn)了以較低成本制備出納米線格形狀可控的納米線材料。本設(shè)備所制備的納米線陣列可以制作納米線網(wǎng)格。通過(guò)人為組裝可以制備納米級(jí)顯示器、可用于柔性電子器件，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，有機(jī)太陽(yáng)能電池，生物傳感器，以及合成肌肉，紫外光探測(cè)器件、發(fā)光二極管、氣體傳感器、太陽(yáng)能電池、基于場(chǎng)發(fā)射的平板顯示器件等。納米線陣列的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些。廉價(jià)、低成本、工藝簡(jiǎn)單、材料適用性強(qiáng)的制備納米線陣列技術(shù)，尤其達(dá)到簡(jiǎn)單可控的納米線陣列技術(shù)是非常有意義的。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括 容器、超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置；其中， 熱處理裝置的電熱器設(shè)置在所述容器的底部； 超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在容器內(nèi)，設(shè)置在所述電熱器的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置包括超聲波發(fā)生器、反射板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述換能器與 反射板均對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述容器內(nèi)的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述反射板通過(guò)微調(diào)螺釘設(shè)置在容器內(nèi)的側(cè)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述熱處理裝置還包括溫控裝置和熱電偶； 溫控裝置設(shè)置在容器外面，分別與熱電偶和所述電熱器電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述熱電偶為兩個(gè)，一個(gè)設(shè)置在容器內(nèi)側(cè)壁上，一個(gè)容器內(nèi)的所述電熱器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述容器頂端分別設(shè)有抽氣孔、注氣孔、注液口和攪拌器；攪拌器前端伸入到容器內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，其特征在于，所述容器底部設(shè)有排液口。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種平行襯底納米線陣列的制備設(shè)備，屬于納米線材料制備領(lǐng)域。該設(shè)備包括容器、超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置；其中，熱處理裝置的電熱器設(shè)置在所述容器的底部；超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置設(shè)置在容器內(nèi)，設(shè)置在所述電熱器的上方。該設(shè)備通過(guò)容器和超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置和熱處理裝置的配合，使納米顆粒在超聲駐波場(chǎng)發(fā)生裝置形成的超聲駐波場(chǎng)作用下向襯底上沉積，從而在襯底上形成納米線陣列，并可通過(guò)熱處理裝置使納米線陣列固化在襯底上。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可以實(shí)現(xiàn)可控，較低成本的制作高質(zhì)量的納米線陣列材料。
文檔編號(hào)B81C1/00GK202369387SQ20112052636
公開(kāi)日2012年8月8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, 武光明, 邢光建 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院