專(zhuān)利名稱(chēng)：一種量子點(diǎn)接觸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米技術(shù)研究與存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種量子點(diǎn)接觸的制備方法。
背景技術(shù)：
量子點(diǎn)接觸意味著兩分立的導(dǎo)電區(qū)域的接觸部分達(dá)到原子尺度，該結(jié)構(gòu)的尺寸范圍小于電子的平均自由程，尺度接近費(fèi)米波長(zhǎng)，被廣泛用來(lái)研究原子尺度的量子電輸運(yùn)性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種量子點(diǎn)接觸的電導(dǎo)是量子化的，其量子化單位為(i。= (其中 e代表一個(gè)電子的電量，h代表普朗克常數(shù))。這種現(xiàn)象基本與材料的種類(lèi)無(wú)關(guān)，是一種普適現(xiàn)象。對(duì)于特殊的材料體系(如部分磁性材料)，在特定的條件下(如磁場(chǎng)下，低溫下) 其電導(dǎo)值可能會(huì)出現(xiàn)基本電導(dǎo)值的半整數(shù)或者0. 7的倍數(shù)。量子點(diǎn)接觸在介觀體系的電輸運(yùn)性質(zhì)的研究、精密傳感器、量子計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前制備量子點(diǎn)接觸的方式通常是采用機(jī)械斷結(jié)法、二維電子氣制備法、溶液電化學(xué)法以及利用掃描探針顯微鏡裝置的針尖與另外一個(gè)導(dǎo)體相接觸的方法。機(jī)械斷結(jié)法是將一塊導(dǎo)體往相反的方向逐漸拉離至斷開(kāi)，最后在斷開(kāi)的位置可以形成點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)。該方法是目前制備量子點(diǎn)接觸最為廣泛的一種方法，但其要求精密的控制拉伸移動(dòng)的距離，需要達(dá)到埃的量級(jí)，對(duì)于儀器的精準(zhǔn)度要求特別高，而且該方法制備的量子點(diǎn)接觸成功率很低，難以實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。二維電子氣制備法是最早期獲得量子點(diǎn)接觸的方法，通過(guò)在場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)構(gòu)的柵極上施加一定大小的電壓，在平行于柵極的平面內(nèi)形成二維電子氣，隨后通過(guò)調(diào)控源漏極的電壓大小將二維電子氣進(jìn)一步控制到一維尺度，從而獲得量子點(diǎn)接觸的結(jié)構(gòu)。這種方法所需器件結(jié)構(gòu)以及制備過(guò)程都比較復(fù)雜，同時(shí)點(diǎn)接觸的體系不能進(jìn)行調(diào)控，除了用來(lái)作為基礎(chǔ)的量子點(diǎn)接觸的研究外，不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用價(jià)值。溶液電化學(xué)法是采用電化學(xué)手段得到點(diǎn)接觸的一種方法，通過(guò)電化學(xué)方法使電解質(zhì)溶液中存在的金屬陽(yáng)離子得到電子從而電解出金屬原子，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，電解出的金屬原子不斷堆積，最終在陽(yáng)極和陰極間形成量子點(diǎn)接觸。但是，該種電化學(xué)方法將點(diǎn)接觸的獲得環(huán)境局限在電解質(zhì)溶液中，而且該方法獲得的點(diǎn)接觸不夠穩(wěn)定，不能實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。另外，利用掃描探針顯微鏡裝置的方法是將掃描探針顯微鏡裝置的微小的探針與樣品表面進(jìn)行接觸，通過(guò)控制接觸的面積大小，納米尺寸的針尖與樣品表面形成量子點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)。該種方法可以用來(lái)獲得穩(wěn)定的點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，但是該方法對(duì)于儀器的要求十分苛刻。綜上所述，目前制備量子點(diǎn)接觸的方法普遍存在制備困難、條件苛刻、材料選擇范圍窄以及成功率低等缺點(diǎn)。因此，尋找一種簡(jiǎn)易的量子點(diǎn)接觸的制備，不僅對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究起到很大的幫助，同時(shí)在傳感器領(lǐng)域，存儲(chǔ)領(lǐng)域中都有很大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的是針對(duì)現(xiàn)有的量子點(diǎn)接觸制備技術(shù)的不足，提供了一種簡(jiǎn)易的制備量子點(diǎn)接觸的方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案為
—種量子點(diǎn)接觸的制備方法，采用第一電極、第二電極，以及位于第一電極與第二電極之間、并且與第一電極與第二電極相接觸的中間層；
所述的第一電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成；所述的第二電極由導(dǎo)電性材料構(gòu)成；所述的中間層由絕緣性介質(zhì)材料構(gòu)成；
所述的第一電極形成導(dǎo)電區(qū)域一，第二電極與中間層形成導(dǎo)電區(qū)域二 ；
在所述的第一電極與第二電極兩端施加電壓，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
上述技術(shù)方案中
所述的導(dǎo)電性材料包括導(dǎo)體材料、導(dǎo)電性能良好的半導(dǎo)體或者有機(jī)物中的一種材料或者兩種以上的組合材料。所述的導(dǎo)體材料包括但不限于金屬、金屬氧化物或者金屬氮化物，例如鐵(Fe)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鈷(Co)、鎳(Ni)、金(Au)、 鉬(Mo)、鈀(Pd)、鋯(Zr), Ig (Ag)、鋰(Li)、鈮(Nb)、鉬(Pt)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、銦錫氧化物 (ITO)、鋁摻雜的氧化鋅(AZO)、氮化鈦(TiN)、氮化鋁鈦(TiaAlbNc)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢 (WN)等中的至少一種。
所述的絕緣性介質(zhì)材料包括但不限于各類(lèi)具有一定絕緣性能的半導(dǎo)體、有機(jī)材料或者無(wú)機(jī)材料，例如氧化鋅(SiO)、鐵酸鉍(BiFeO3)、鈷酸鋰(LiCoO2)、氧化鎳(NiO)、氧化鈷 (Co2O3)、氧化銅(CuxO)、二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化二鉭(Tei2O5)、五氧化二鈮 (Nb2O5)、氧化鎢(WOx)、二氧化鉿(HfO2)、氧化鋁(Al2O3)、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯、非晶碳、硫化銅(CuxS)、硫化銀(Ag2S)、非晶硅、氮化鈦(TiN)、聚酰亞胺(PI)、聚酰胺(PAI)、 聚西弗堿(PA)、聚砜(PS)中的至少一種。
所述的電極一與電極二的厚度為大于零的任意值，優(yōu)選值為大于零并且小于或等于1微米。所述的中間層厚度為大于零的任意值，優(yōu)選值為大于零并且小于或等于1微米。.
所述的中間層的形態(tài)不限定，包括液態(tài)、固態(tài)或者氣態(tài)。
所述的N為自然數(shù)，優(yōu)選為1彡N彡50。
所述的導(dǎo)電區(qū)域二與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道的機(jī)理包括如下兩種情形
(1)當(dāng)在第一電極與第二電極兩端施加電壓時(shí)，電極二中的原子失去(或得到)電子后形成離子進(jìn)入中間層，隨著施加電壓增大，該帶電離子逐漸向電極一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)施加電壓增大到臨界電壓時(shí)，該帶電離子到達(dá)電極一，在電極一得到(或失去)電子，在導(dǎo)電區(qū)域二與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道，通過(guò)調(diào)整電壓幅值使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到量子化電導(dǎo)的整數(shù)倍(NGtl)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
(2)當(dāng)在第一電極與第二電極兩端施加電壓時(shí)，中間層中的空位逐漸向電極一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)施加電壓增大到臨界電壓時(shí)，該空位到達(dá)電極一，在導(dǎo)電區(qū)域二與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道，通過(guò)調(diào)整電壓幅值使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到量子化電導(dǎo)的整數(shù)倍(NGtl)， 即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
所述的電極一、電極二以及中間層可以采用如下制備方法得到
步驟1、采用鍍膜的方法在平整襯底表面制備電極一；
步驟2、采用鍍膜的方法在電極一表面制備中間層；
步驟3、采用鍍膜的方法在中間層表面制備電極二。
所述的步驟1、2、3中的鍍膜的方法包括但不限于各種溶液旋涂方法、噴墨打印以及固體濺射、熱蒸發(fā)或者電子束蒸發(fā)的方法中的一種或者兩種以上的組合。
綜上所述，本發(fā)明創(chuàng)新性地提供了一種制備量子點(diǎn)接觸的方法，該方法基于一種由電極一、中間層以及電極二構(gòu)成的“三明治”的結(jié)構(gòu)單元，其中電極一與電極二分別由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，中間層由具有一定絕緣性的介質(zhì)材料構(gòu)成；電極一形成導(dǎo)電區(qū)域一，電極二與中間層共同構(gòu)成導(dǎo)電區(qū)域二 ；采用電極一與電極二兩端施加電壓的方式，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使導(dǎo)電區(qū)域二中的帶電離子和/或空位向電極一側(cè)移動(dòng)，形成導(dǎo)電通道，通過(guò)控制施加電壓的大小，調(diào)整導(dǎo)電通道電導(dǎo)為量子化電導(dǎo)的整數(shù)倍，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。與現(xiàn)有的制備量子點(diǎn)接觸的方法相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)采用電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的方式，制備過(guò)程簡(jiǎn)單、易控、控制精確度高；
(2)選用不同材料的電極和中間層，能夠制備出不同材料體系的量子點(diǎn)接觸；
因此，本發(fā)明提供的制備量子點(diǎn)接觸的方法簡(jiǎn)單易于控制、制備精度高、使用范圍廣，是一種具有良好應(yīng)用潛力的制備方法，在介觀體系的電輸運(yùn)性質(zhì)的研究、精密傳感器、 量子計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明量子點(diǎn)接觸的制備方法中的“三明治”結(jié)構(gòu)器件示意圖2是在圖1所示的“三明治”結(jié)構(gòu)器件中形成的量子點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)圖3是在圖2所示的“三明治”結(jié)構(gòu)器件的電導(dǎo)電壓特性曲線；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中“三明治”結(jié)構(gòu)器件的電導(dǎo)電壓特性曲線；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1中“三明治”結(jié)構(gòu)器件的電流電壓特性曲線；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中“三明治”結(jié)構(gòu)器件的電導(dǎo)電壓特性曲線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
如圖1所示，本發(fā)明量子點(diǎn)接觸的制備方法采用“三明治”的結(jié)構(gòu)單元，即設(shè)置在平整的襯底1表面的電極一 2、設(shè)置在電極一 2表面的中間層3，以及設(shè)置在中間層3表面的電極二 4。電極一 2由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，形成導(dǎo)電區(qū)域一；電極二 4由導(dǎo)電性材料構(gòu)成， 中間層3由絕緣性介質(zhì)材料構(gòu)成，與電極二 4共同構(gòu)成導(dǎo)電區(qū)域二。
在電極一 2與電極二 4兩端施加電壓，使導(dǎo)電區(qū)域二中的帶電離子和/或中間層中的空位向電極一 2側(cè)移動(dòng)，如圖2所示，當(dāng)電壓增大到臨界電壓時(shí)，帶電離子和/或中間層中的空位到達(dá)電極一 2，與電極一 2形成量子點(diǎn)接觸，即在導(dǎo)電區(qū)域二與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道。如圖3所示，該量子點(diǎn)接觸是通過(guò)控制施加電壓的大小，調(diào)整導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G為量子化電導(dǎo)的整數(shù)倍(即N倍)而實(shí)現(xiàn)的。即，當(dāng)逐漸增大電極一 2與電極二 4 兩端的施加電壓，使導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到時(shí)，導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間為1倍量子化接觸；當(dāng)繼續(xù)增大該施加電壓，使導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到2 時(shí)，導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間為2倍量子化接觸；同理，繼續(xù)增大該施加電壓，使導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl時(shí)，導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間為N倍量子化接觸。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法中采用的“三明治”結(jié)構(gòu)單元(如圖1所示) 的電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100 納米的鈮。
上述“三明治”結(jié)構(gòu)單元可以選用現(xiàn)有的鍍膜工藝依次在平整襯底上制備得到，其中的一種制備方法具體如下
步驟1、首先在預(yù)先使用丙酮和乙醇超聲清洗過(guò)后潔凈的平整襯底上利用電子束蒸發(fā)的方式濺射一層金屬鉬電極作為電極一 2 ；
步驟2、將生長(zhǎng)有電極一 2的平整襯底1置于高真空環(huán)境中，利用磁控濺射的方法在氬氣氧氣氣壓比為4 1，總工作氣壓為l.OPa的氣氛中，使用60W的濺射功率濺射氧化鋅靶材，在電極一 2表面沉積一層厚度約為100納米的氧化鋅薄膜作為中間層3 ；
步驟3、利用磁控濺射法在氧化鋅薄膜中間層3表面沉積一層金屬鈮作為第二電極4，具體為在l.Opa純氬氣氣氛中使用20W濺射功率濺射金屬鈮靶材，通過(guò)遮蓋法或者光刻等手段制備出分立的直徑為100微米的鈮金屬薄膜作為電極二 4 ；
利用半導(dǎo)體參數(shù)分析測(cè)試儀電壓掃描模式在上述制備得到的具有“三明治”結(jié)構(gòu)單元的Nb/ZnO/Pt器件兩端電極之間施加電壓，測(cè)試電導(dǎo)隨電壓變化的關(guān)系曲線，得到圖 4。如圖4所示，橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)“三明治”結(jié)構(gòu)器件電極一 2和電極二 4上施加的電壓值大小， 縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)測(cè)試得到器件的電導(dǎo)值，以量子電導(dǎo)(Gtl)作為單位。當(dāng)施加電壓小于0. 93V時(shí)， 該器件電導(dǎo)值為4(^。隨著電壓的增加，電導(dǎo)值在0. 93V處從4 突然變?yōu)?(^這對(duì)應(yīng)著一個(gè)新的由一個(gè)原子組成的量子點(diǎn)接觸的形成。隨后電壓繼續(xù)增加，電導(dǎo)值呈臺(tái)階式階躍性的上升，這說(shuō)明有新的量子點(diǎn)接觸不斷的形成。該實(shí)例為本發(fā)明提供了有力的實(shí)驗(yàn)證明。
另外，可以通過(guò)改變相關(guān)電學(xué)參數(shù)，如利用半導(dǎo)體參數(shù)分析測(cè)試儀電壓掃描模式在Nb/ZnO/Pt器件兩端電極之間施加電壓，同時(shí)只需限定流經(jīng)該Nb/ZnO/Pt器件的電流大小來(lái)精細(xì)該量子點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，如圖5所示。通過(guò)逐步增加限定流經(jīng)的電流值(電流達(dá)到一定數(shù)值不會(huì)繼續(xù)增加)，該器件量子電導(dǎo)值(插圖)可以逐步從IOGtl增加到12(^再增加到 15G0.
實(shí)施例2
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法中采用的“三明治”結(jié)構(gòu)單元(如圖1所示) 的電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的銦錫氧化物，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的銦錫氧化物。
上述“三明治”結(jié)構(gòu)單元可以選用現(xiàn)有的鍍膜工藝依次在平整襯底上制備得到，其中的一種制備方法具體如下
步驟1、首先在預(yù)先使用丙酮和乙醇超聲清洗過(guò)后潔凈的平整襯底上利用蒸發(fā)的方式濺射一層金屬銦錫氧化物電極作為電極一 2 ；
步驟2、將生長(zhǎng)有電極一 2的平整襯底1置于高真空環(huán)境中，利用磁控濺射的方法在氬氣氧氣氣壓比為4 1，總工作氣壓為l.OPa的氣氛中，使用60W的濺射功率濺射氧化鋅靶材，在電極一 2表面沉積一層厚度約為100納米的氧化鋅薄膜作為中間層3 ；
步驟3、利用磁控濺射法在氧化鋅薄膜中間層3表面沉積一層銦錫氧化物作為第二電極4，具體為在l.Opa純氧氣氣氛中使用150mJ濺射功率濺射銦錫氧化物靶材，通過(guò)遮蓋法或者光刻等手段制備出分立的直徑為100微米的銦錫氧化物薄膜作為電極二 4 ；
利用半導(dǎo)體參數(shù)分析測(cè)試儀電壓掃描模式在上述制備得到的具有“三明治”結(jié)構(gòu)單元的iT0/ai0/iT0器件兩端電極之間施加電壓，測(cè)試電導(dǎo)隨電壓變化的關(guān)系曲線，得到圖6。如圖6所示，橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)“三明治”結(jié)構(gòu)器件電極一 2和電極二 4上施加的電壓值大小，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)著測(cè)試得到器件的電導(dǎo)值，以量子電導(dǎo)(Gtl)作為單位。當(dāng)施加電壓小于 5. 25V時(shí)，該器件電導(dǎo)值為隨著電壓的增加，電導(dǎo)值在5. 25V處從OGtl突然變?yōu)?(^，這對(duì)應(yīng)著一個(gè)新的由三個(gè)原子組成的量子點(diǎn)接觸的形成。隨后電壓繼續(xù)增加，電導(dǎo)值呈臺(tái)階式階躍性的上升，這說(shuō)明有新的量子點(diǎn)接觸不斷的在形成。該實(shí)例為本發(fā)明提供了有力的實(shí)驗(yàn)證明。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為200納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的銅。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的銀。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為150納米的鐵酸鉍，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鈮。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例6
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鐵酸鉍薄膜，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的銅。同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例7:
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鐵。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例8
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的氧化鋅，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鈷。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
實(shí)施例9
本實(shí)施例中，制備量子點(diǎn)接觸的方法基本與實(shí)施例1相同，所不同的是電極一 2采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬，中間層3采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鈷酸鋰，電極二 4采用厚度為10 200納米，優(yōu)選約為100納米的鉬。 同樣，在電極一 2與電極4兩端施加電壓時(shí)，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使電極二與中間層構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和/或空位移動(dòng)至電極一 2構(gòu)成的導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使該導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、 補(bǔ)充或類(lèi)似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是采用第一電極、第二電極，以及位于第一電極與第二電極之間、并且與第一電極與第二電極相接觸的中間層，所述的第一電極與第二電極分別由導(dǎo)電性材料構(gòu)成，所述的中間層由絕緣性介質(zhì)材料構(gòu)成；所述的第一電極形成導(dǎo)電區(qū)域一，第二電極與中間層形成導(dǎo)電區(qū)域二 ；在所述的第一電極與第二電極兩端施加電壓，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下使導(dǎo)電區(qū)域二中的離子和 /或空位移動(dòng)至導(dǎo)電區(qū)域一，與導(dǎo)電區(qū)域一之間形成導(dǎo)電通道；通過(guò)調(diào)整電壓幅值，使所述的導(dǎo)電通道的電導(dǎo)G達(dá)到NGtl，其中N為自然數(shù)，為量子化電導(dǎo)，即實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的1< N < 50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的導(dǎo)電性材料包括導(dǎo)體材料、導(dǎo)電性良好的半導(dǎo)體或者有機(jī)物中的一種材料或者兩種以上的組合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的導(dǎo)體材料包括金屬、金屬氧化物或金屬氮化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的導(dǎo)體材料包括鐵、 鉻、錳、鋁、銅、錫、鈷、鎳、金、鉬、鈀、鋯、銀、鋰、鈮、鉬、鈦、鉭、銦錫氧化物、鋁摻雜的氧化鋅、 氮化鈦、氮化鋁鈦、氮化鉭、氮化鎢中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的絕緣性介質(zhì)材料包括具有一定絕緣性能的半導(dǎo)體、有機(jī)材料或者無(wú)機(jī)材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的絕緣性介質(zhì)材料包括氧化鋅、鐵酸鉍、鈷酸鋰、氧化鎳、氧化鈷、氧化銅、二氧化硅、二氧化鈦、五氧化二鉭、五氧化二鈮、氧化鎢、二氧化鉿、氧化鋁、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯、非晶碳、硫化銅、硫化銀、非晶硅、氮化鈦、聚酰亞胺、聚酰胺、聚西弗堿、聚砜中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的第一電極、第二電極與中間層由如下步驟制備得到步驟1、采用鍍膜的方法在襯底表面制備電極一；步驟2、采用鍍膜的方法在電極一表面制備中間層；步驟3、采用鍍膜的方法在中間層表面制備電極二。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的量子點(diǎn)接觸的制備方法，其特征是所述的鍍膜的方法包括溶液旋涂、噴墨打印、固體濺射、熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)的方法中的一種或者兩種以上的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種的量子點(diǎn)接觸的制備方法，該方法基于由電極一、中間層以及電極二構(gòu)成的“三明治”的結(jié)構(gòu)單元，其中電極一與電極二分別由導(dǎo)電材料構(gòu)成，中間層由絕緣性介質(zhì)材料構(gòu)成；電極一形成導(dǎo)電區(qū)域一，電極二與中間層構(gòu)成導(dǎo)電區(qū)域二；采用在電極一與電極二兩端施加電壓的方式，使導(dǎo)電區(qū)域二中的帶電離子和/或空位向電極一側(cè)移動(dòng)，形成導(dǎo)電通道，通過(guò)控制施加電壓的大小，調(diào)整導(dǎo)電通道電導(dǎo)G為量子化電導(dǎo)G0的整數(shù)倍，即實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電區(qū)域一與導(dǎo)電區(qū)域二之間的量子點(diǎn)接觸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、易控、控制精確度高，選用不同材料的電極和中間層，能夠制備出不同材料體系的量子點(diǎn)接觸，是一種具有良好應(yīng)用潛力的制備方法。
文檔編號(hào)H01L21/28GK102543731SQ20121005025
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者尚杰, 朱小健, 李潤(rùn)偉 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所