[发明专利]一种液态金属量子材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种液态金属量子材料及其制备方法，所述液态金属量子材料，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。本发明还公开了制备所述液态金属量子材料的方法。本发明所述液态金属量子材料具有独到性的液态、柔性、可变形性；材料制造难度大大减小，使得传统的量子材料或器件的电子互联难度大大降低，更加有利于量子技术的应用。

本发明是申请号为2017106480557、申请日为2017年8月1日、发明名称为“一种液态金属量子材料及其制备方法”的专利的分案申请。

技术领域

本发明属于量子材料领域,具体涉及一种液态金属量子材料及其制备方法。

背景技术

量子材料是一大类在物理、化学乃至生物学性质上既不同于微观原子、分子，也显著区别于宏观物体的新型材料。由于其内在独特的量子限域效应(也称量子尺寸效应)，量子材料的物质行为介于宏观和微观物体之间，而且往往会展示出许多新奇的新特性、新效应。比如，当半导体晶体小到纳米尺度(1纳米大约等于头发丝宽度的万分之一)，不同尺寸的同一物质可以发出不同颜色的光，相应效应可用于微小生物学对象的高分辨荧光检测；更多的效应还可用于照明、显示、量子激光器、量子型太阳能电池、量子计算、量子通讯、量子隐身等。近年来，随着一系列在量子应用技术上取得的重大突破，量子材料与器件的研发和应用正在成为一个全新的领域，业界普遍认为，量子材料在有关领域可望主导未来数十年的技术创新路径。

当前，研究人员已发展出一系列独特的量子材料，所涉及的材料种类也逐渐丰富起来。其中比较典型者如，由原子和分子集合体构成的准零维纳米材料量子点，可通过CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、InP、InAs等制成。此外，引起业界极大重视的还有内部绝缘、外表导电的拓扑绝缘体，可通过Bi₂Se₃，Sb₂Te₃，Bi₂Te₃等化合物制成。不难看出，所有这些量子材料都有一个共同特点，就是它们全部是固体，不能变形、分割，制造存在一定困难，在应用上也会受到一定限制。

当前，虽然人类已能制造出尺寸在1纳米左右的纳米晶体管，但大量这样的晶体管在实现电学互联上存在巨大困难。也因如此，业界有这样的看法，即“缩小晶体管本身并不是解决问题的方法。即使能够制造出数兆亿个分子体积的晶体管，尝试把它们连在一起，结果也许是一团糟。”显然，若能利用液态金属制作出量子材料，其不同于传统的液态金属，也不同于已有的量子材料，将为新兴的量子工程提供重大的核心材料支撑，由此实现更广范围的量子技术应用，甚至推动量子技术产业的跨越式发展。总的说来，具有各种量子行为的液态金属量子材料，可望改观现有液态金属和量子材料的既有技术范畴，同时对于推动纳米电子的快速制造和集成会带来重大突破。

发明内容

基于上述背景技术，为克服现有量子材料的局限和改变传统量子材料均以固态颗粒体现而无法变形，以及纳米电子器件不易实现电学互联的现状；本发明的目的在于提供一种液态金属量子材料，通过对液态金属纳米颗粒加以特殊处理获得预期量子特性的液态金属量子材料，可用于制作量子器件如可变形量子存储、量子晶体管或更多用途。

所述液态金属量子材料，包括内部的量子点颗粒或量子器件，以及包覆在所述量子点颗粒或量子器件外部的液态金属层；

或，所述液态金属量子材料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液态金属化合物层。

所述液态金属量子材料包括内部的量子点颗粒或量子器件，以及包覆在所述量子点颗粒或量子器件外部的液态金属层；还包括液态金属化合物层；

所述液态金属化合物层为所述液态金属的氧化层或所述液态金属化合物反应层；

所述氧化层为液态金属在空气或氧气中发生氧化生成；

所述化合物反应由液态金属与化合物反应生成；