[發(fā)明專利]一種制備單根超長Cu納米線并測量其電學性能的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210523764.X
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN103031610A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 朱開貴;王武
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;G01R31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明專利屬于微電子電路和器件領域，涉及一種通過靜電紡絲技術制備單根超長銅納米線，并簡單有效地制備電極用于測量其電學性能的方法。

背景技術

靜電紡絲技術是目前制備納米纖維最重要的方法之一。由于其能簡單、直接、連續(xù)制備聚合物、金屬及其氧化物納米纖維，因而成為國內(nèi)外的研究熱點。靜電紡絲的基本裝置（圖1）由高壓電源、微量泵、注射器、針頭、收集裝置五部分組成。其原理是對聚合物溶液或熔體施加幾千到幾萬伏高壓靜電，當聚合物溶液或熔體內(nèi)的電場力克服其表面張力時，在電場力作用下噴射形成一股穩(wěn)定的射流，隨著射流的牽伸與分裂，最后溶劑揮發(fā)或熔體固化后，高聚物纖維沉落在收集板上形成類似無紡布的微納米纖維材料。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于通過特定的收集方法結合靜電紡絲技術制備單根超長Cu(NO₃)₂/PVA前驅納米纖維，隨后對前驅納米纖維進行適當?shù)臒崽幚淼玫絾胃LCu納米線，最后在納米線兩端制備電極用于測量其電學性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種制備單根超長Cu納米線的方法、并簡單有效地在其兩端制備電極用于測量其電學性能的方法。

（1）單根超長Cu(NO₃)₂/PVA前驅納米纖維的制備

配制一定濃度的Cu(NO₃)₂/PVA前驅溶液，將溶液裝入靜電紡絲裝置中的注射器中，在針頭和收集板之間加高壓電紡。將一塊間距為1.7cm的U型（圖2）銅片放在針頭下方的收集板上收集紡絲2秒鐘，即可得到一根超長Cu(NO₃)₂/PVA的前驅納米纖維橫在銅片兩端（圖3），然后用一片寬度為1.5cm左右、帶有刻痕的載玻片將前驅納米線收集到刻痕旁邊（圖4）。

（2）單根Cu納米線的制備

將（1）中得到的前驅納米線（直徑約500nm，長度約1.5cm）先在空氣中進行第一次熱處理，熱處理條件為：以2℃/min的升溫速率加熱到350℃保溫30min，再讓其自然冷卻至室溫。隨后將得到的納米線（直徑約300nm，長度約1.5cm）在H₂氣氛中進行第二次熱處理，熱處理條件為：以2℃/min的升溫速率加熱到400℃保溫30min，再讓其自然冷卻至室溫。即可得到單根超長Cu納米線（直徑約100nm，長度約1.5cm）。

（3）單根Cu納米線兩端電極的制備

（2）中得到的Cu納米線直徑在100nm左右，肉眼無法看見，但是由于收集時讓納米線收集在了一個可以用肉眼看見的刻痕旁邊（圖4），所以我們只需要在刻痕兩端滴上適量導電銀膠即可制備電極。

（4）測量電學性能。用專業(yè)儀器測量單根Cu納米線的電學性能。

附圖說明

圖1表示靜電紡絲裝置；

圖2表示U型銅片俯視圖；

圖3表示前驅納米線橫跨在U型銅片兩端；

圖4表示載玻片上收集到的前驅納米纖維。其中白線為刻痕，黑線為納米纖維。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

本實施例包括以下步驟：

（1）Cu(NO₃)₂/PVA前驅液的制備

將0.3gPVA（聚乙酸乙烯酯，Mw=89,000～98,000，Aldrich）加入3.45g去離子水中，在80℃下用磁力攪拌機攪拌2h之后加入0.56g?Cu(NO₃)₂（Mw=187.56，Aldrich），再攪拌8h得到Cu(NO₃)₂/PVA前驅液。

（2）靜電紡絲過程

紡絲過程中，針頭型號為6號針頭，外徑0.6mm，收集板為鋁箔。針頭到收集板距離為18cm，電壓為20KV。