论文部分内容阅读
纳米材料由于其空间尺寸与电磁波波长、德布罗意波波长等物理性质参数达到相同数量级甚至更低，导致自身光、电、磁等物理性能与块体材料相比发生极大变化。并且由于材料尺寸的减小，表面原子占据总体的比例急剧增加，活性表面的大大增加导致其化学性质也与其块体材料有很大区别。这些都使得研究人员在最近的30年中对纳米材料的研究方兴未艾。到目前为止，对于一些尤其引起人们注意的纳米材料的制备已经日趋成熟，并且已有商品出现。而对于如何将纳米材料快速有效的整合到能够最大化发挥纳米材料优异性质的功能化器件中受到人们越来越多的重视。最近，利用介电电泳现象对纳米材料操作的研究显示出了这项技术在这个领域的独特优势，受到了人们的广泛关注。在本论文中，首先我们探索了对零维纳米材料的介电电泳组装。根据介电电泳的基本原理，我们利用传统光刻技术制作了T形微电极，成功的将CdTe量子点组装成了量子点微桥结构，荧光显微镜图像显示微桥结构仍具有很强的荧光，紫外照射下的I-V曲线比暗场时电流高出几个数量级均表明组装过程没有破坏量子点本身的光电性质。我们进而分析了介电电泳对于极小纳米粒子的组装机理。通过计算及分析发现量子点在组装之前的预组装成超粒子是成功进行介电电泳组装的关键。这种预组装不仅使得量子点原本的性质得以保存，还使得介电电泳力足够大到克服布朗运动成功完成组装。这种量子点微桥整合了廉价的传统光刻技术及量子点优异的光电性质，可用于发展新型MEMS组件，传感器和光电器件。随后我们设计了探针-平板对电极，成功的将量子点组装成具有柳叶状结构，在纳米材料的三维组装方面做出了初步的探索。其次，我们探索了对典型一维纳米材料-单壁碳纳米管的三维介电电泳组装，我们制作了独木桥状微电极，成功的将单壁碳纳米管组装成垂直于基底站立的薄膜结构，扫描电镜图片显示碳管排列具有一定的有序性，拉曼光谱显示，组成薄膜的碳管呈金属型碳纳米管富集。这种能够独立站立，排除第三方接触的碳纳米管薄膜不仅能够应用在生物传感器，光电相应器件领域，还可以与微流控芯片相结合，在生物医药领域有着广泛的应用前景。