[发明专利]一种液态金属量子材料及其制备方法

权利要求书

1.一种液态金属量子材料，其特征在于，包括内部的液态金属纳米液滴，以及包覆在所述液态金属纳米液滴外部的固体薄膜；所述液态金属纳米液滴中包覆有量子点颗粒或量子器件，作为液态金属层；所述固体薄膜由液态金属的氧化物或液态金属与化合物溶液发生置换反应得到的固体反应物；其中，所述化合物溶液含有金属离子，且所述金属离子的金属活动顺序排在所述液态金属之后。

2.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述化合物溶液选自CuCl2、AgCl或NiC12溶液中一种。

3.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述液态金属层与所述量子点颗粒或量子器件的厚度比为1-100∶1；所述固体薄膜与所述液态金属层的厚度比为1-100∶1-100。

4.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述固体薄膜与所述液态金属纳米液滴的厚度比为1-100∶1-100。

5.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述液态金属量子材料的三维方向上的长度为1nm-200nm。

6.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述液态金属选自镓、铟、锡、铋、锌、镓基合金、铟基合金、锡基合金、铋基合金、锌基合金或铅基合金中的一种。

7.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述液态金属选自镓铟、镓锡、铋锡、铟铋、铟锡、镓铟锡、铋铟锡、铋铟锌、铟锡锌、铋锡铜、铋铟镉、镓铟锡锌、铟锡锌铋、铋铟锡银或锌铋银铜合金中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述镓基合金中镓含量为10wt％-100wt％；所述铋基合金中铋含量为10wt％-95wt％；所述铟基合金中铟含量为10wt％-95wt％。

9.根据权利要求8所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述镓基合金中镓含量为50wt％-90wt％；所述铋基合金中铋含量为50wt％-90wt％，所述铟基合金中铟含量为50wt％-90wt％。

10.根据权利要求1所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述量子点颗粒选自CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、InAs、Bi2Se3、Sb2Te3、Bi2Te3中的一种或多种；所述量子器件选自单电子纳米碳管晶体管、二硫化钼化合物、硅晶体管、石墨烯中的一种或多种。

11.根据权利要求10所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述量子点颗粒的直径为1nm-80nm。

12.根据权利要求11所述的液态金属量子材料，其特征在于，所述量子点颗粒的直径为10nm-50nm。

13.一种制备权利要求1所述液态金属量子材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)取液态金属，加入含有表面活化剂的溶液中，通过机械注射方法打散至微米级液态金属，采用第一次超声处理将所述微米级液态金属进一步打散至纳米级液态金属；

2)在纳米级液态金属中加入量子点颗粒或量子器件，搅拌，和/或第二次超声处理，即得金属纳米液滴；

3)，将金属纳米液滴置于空气或氧气中氧化，即得以液态金属的氧化物包覆的液态金属量子材料；或将制得的金属纳米液滴加入化合物溶液中，搅拌，即得以液态金属化合物溶液发生置换反应得到的固体反应物包覆的液态金属量子材料；其中，所述化合物溶液含有金属离子，且所述金属离子的金属活动顺序排在所述液态金属之后。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二次超声处理的时间为0.5-5h，频率为0.5～10MHz，功率为0.5-50W。