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纳米颗粒阵列是由纳米颗粒密堆积形成的聚集体,可以作为研究无序结构中输运特性的模型体系。图案化纳米颗粒阵列的制备,为纳米颗粒特性的研究奠定了基础。然而到目前为止,想要经济简便地制备高精度的图案化纳米颗粒阵列,还存在各种各样的问题。基于这些考虑,本文做了以下工作: 1.发展了一种新颖的图案化纳米颗粒阵列的制备方法 首先用自组装方法,在水/空气界面上制备大面积的二维纳米颗粒阵列,并将其转移到平坦的聚二甲基硅氧烷PDMS(polydimethylsiloxane)印章上。然后在基片(将此基片称为模板基片)的抗蚀剂上利用光刻或者电子束曝光等微纳加工方法做出凹凸结构。本方法以模板基片为剪刀,对PDMS上的纳米颗粒阵列进行剪裁,并通过二次转移将印章上剪裁过的图案转移到所需的基片(称之为目标基片)上。利用该方案,完成了规则图形、不规则图形以及1-2个颗粒宽的准一维图形纳米颗粒阵列的制备。 2.制备了准一维纳米颗粒阵列电学器件,并初步测量其电学特性 本文将这种图案化纳米颗粒阵列的制备方法与器件制备相结合,制备了由准一维的纳米颗粒阵列(3-4个纳米颗粒宽的金纳米颗粒链)组成的电学器件,并对器件进行了4.2K-300K范围内的变温测量,初步探索了准一维纳米颗粒阵列在电学方面的特性。 3.研究了替换包覆分子对纳米颗粒阵列电学输运特性的影响 本文用OPE(Oligo Phenylene Ethynylene)共轭分子置换硫醇分子,得到了由OPE分子互联的纳米颗粒阵列器件。研究发现电导提升了2个数量级以上。另外,交换后金颗粒周围分子介电常数变大,纳米颗粒阵列的单电子充电能变小,由此验证了纳米颗粒周围包覆的有机分子的介电常数对纳米颗粒阵列的单电子充电能的调控作用。