[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)一維納米材料的光學可視化和/或有效標記的方法

無效

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• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102564951A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 張如范;魏飛;張瑩瑩;謝歡歡
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)一維納米材料的光學可視化和/或有效標記的方法，屬于納米材料及其表征技術(shù)領域。

背景技術(shù)

納米材料是材料科學與技術(shù)重要的研究領域，在眾多納米材料體系中，一維納米材料由于其獨特的結(jié)構(gòu)特點以及優(yōu)異的光、電、磁、力、熱等方面的性質(zhì)，在納米電子器件、納米傳感器、納米機械、納米生物探測等領域顯示出巨大的應用潛力。一維納米材料是指空間有兩維為納米尺度的材料，如納米線、納米絲、納米帶、納米棒以及納米管等。多年來，對一維納米材料的表征也發(fā)展了許多有效的手段，如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、掃描探針顯微鏡、原子力顯微鏡、拉曼光譜、X射線衍射儀、納米探針臺、納米操縱手以及各種電學和熱學性質(zhì)測量儀器等。這些表征儀器和手段在一維納米材料的研究中起到了很大的作用。隨著一維納米材料研究的進展，對單根或者多根的一維納米材料進行微觀或宏觀尺度上的可控操縱一直是一個重要而又難以解決的問題，這主要是因為一維納米材料(比如單根碳納米管)的直徑往往只有幾個納米以下，而且大部分情況下制備出來的一維納米材料與基底之間存在著很強的作用力，電子顯微鏡雖然分辨率很高，但是由于工作原理和條件的限制(如超高真空、工作空間小等)，使得現(xiàn)有的儀器手段很難實現(xiàn)對單根一維納米材料進行可控的操縱。

此外，在一維納米材料(如單壁碳納米管水平陣列)的拉曼光譜表針方面，對單根的一維納米材料進行準確的定位是對其進行準確測量的首要步驟，在常規(guī)的研究中常常采用基底上做標記，然后利用拉曼光譜的面掃功能進行單根一維納米材料的定位，這種方法費時又費力，并且所得的拉曼信號也不是很強。

相比于電子顯微鏡，光學顯微鏡雖然分辨率不是很高，但是在光學顯微鏡下可以很容易實現(xiàn)對表征材料進行可控的操縱。如果能夠發(fā)明一種方法，使得單根的一維納米材料在普通的光學顯微鏡下就能夠輕易地被看到，那么將會使一維納米材料的可控操縱變得非常容易，從而方便對其進行更多的性質(zhì)研究。同時，實現(xiàn)了一維納米材料的光學可視化，在對其進行拉曼光譜等表征時，也就有了一種很好的標記方法，能夠非常方便地對其進行定位，從而使得對一維納米材料的研究變得更加方便。另外，實現(xiàn)了一維納米材料的有效標記，還可以起到輔助納米材料的表征測量、納米材料的操縱、納米器件(如晶體管、傳感器等)的構(gòu)筑等作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有一維納米材料表征手段的限制，通過一種方式實現(xiàn)單根一維納米材料的光學可視化，并且能夠?qū)ζ溥M行有效標記，為其在光學顯微鏡等宏觀尺度表征手段下的操縱提供可能性，還可用于輔助一維納米材料的表征測量，一維納米材料的操縱、納米器件(如晶體管、傳感器等)的構(gòu)筑等。

本發(fā)明提供的一種實現(xiàn)一維納米材料的光學可視化和/或有效標記的方法，包括如下步驟：將標記物負載在所述一維納米材料上即能實現(xiàn)對所述一維納米材料的光學可視化和/或有效標記；

所述標記物為氧化鈦、氧化硅、氧化錫、氧化釩、氧化鋯、氧化鉍、氧化鈮、氧化鋅和氧化銀中的一種或多種。

本發(fā)明提供的實現(xiàn)一維納米材料光學可視化以及有效標記的方法，是指可以實現(xiàn)在光學顯微鏡甚至肉眼等不需要借助電子顯微鏡或原子力顯微鏡的方式下直接觀察到單根的或者多根的一維納米材料及其聚集體，該方法最大的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)單根一維納米材料在光學觀測手段下的清晰可辨。

上述的方法中，所述標記物可為顆粒狀，其粒徑可為0.1nm～1mm，具體可為50nm～50μm、10nm～1mm或20nm～500μm，這些顆粒狀的標記物一般都具有較強的反光能力，能夠很容易在光學顯微鏡甚至肉眼下識別出來。

上述的方法中，所述一維納米材料可為納米線、納米絲、納米帶、納米棒或納米管。

上述的方法中，所述一維納米材料具體可為納米硅線、納米ZnO、石墨烯納米帶、SiC納米線、GaN納米線或碳納米管等。

上述的方法中，可將所述標記物的前驅(qū)體通過化學氣相沉積在所述一維納米材料上分解成所述標記物；所述標記物的前驅(qū)體可為所述標記物中金屬元素的鹵化物、氫氧化物或氮化物。

上述的方法中，所述一維納米材料的形貌可為聚團狀、垂直陣列或水平陣列等。

本發(fā)明提供的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以非常容易地在光學顯微鏡甚至用肉眼看到單根的一維納米材料，并且方法簡單，快捷高效，成本低廉，不會影響一維納米材料的結(jié)構(gòu)，也不會影響其力學、光譜學等性質(zhì)；且對一維納米材料的表征測量、一維納米材料的操縱、納米器件的構(gòu)筑等起到很大的輔助作用。

附圖說明