[发明专利]一种制备导电聚合物一维纳米阵列的方法

说明书

本发明公开了一种制备导电聚合物一维纳米阵列的方法,修饰硅柱阵列；制备分散液；对基底进行预处理；将所述分散液滴于修饰后的硅柱阵列表面，再将所述基底覆盖于硅柱阵列的表面并对硅柱阵列和基底施加一定的压力使两者压紧，然后将压紧后的硅柱阵列和基底置于一定的温度下烘干，得到导电聚合物一维纳米阵列；本技术方案利用预先设计的硅柱阵列，诱导导电聚合物分散液在各种基底表面的限域自组装，得到位置、形状精确调控的一维纳米线阵列；本方法简单易行，阵列尺寸可控，导电聚合物分子高度取向，能够制备大面积高质量的导电聚合物一维纳米阵列。

技术领域

本发明涉及微电子器件技术领域，尤其涉及的是一种制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，以导电聚合物分散液来制备大面积一维导电聚合物纳米阵列。

背景技术

导电聚合物材料具有独特的物理、化学性质，主要包括：（1）其电导率可以根据掺杂状态的改变，在导体、半导体、绝缘体之间可逆地转换；（2）导电聚合物结构多样，具有良好的柔韧性与可加工性；（3）导电聚合物的光学、电化学特性随掺杂状态的改变而变化。由于这些优异的性质，导电聚合物在能源、催化、微电子器件等领域一直受到广泛的关注。

而与无序结构相比，定向排列的一维导电聚合物纳米阵列可以显著提高材料的利用率与性能，在器件制备和应用方面更具优势。但目前导电聚合物一维阵列的制备主要是通过化学氧化法、电化学氧化法使单体在阳极氧化铝等硬模板表面直接生长，之后通过刻蚀法去除硬模板。这种传统的制备方法的加工过程复杂，制备得到的纳米线阵列取向性差，刻蚀过程会不可避免地使导电聚合物纳米线阵列产生破坏与缺陷，且制备过程难以放大，限制了一维导电聚合物纳米阵列的大规模应用。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，旨在解决现有的一维导电聚合物纳米阵列制备方法存在的问题。

本发明的技术方案如下：一种制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，具体包括以下步骤：

S1：修饰硅柱阵列；

S2：制备导电聚合物分散液；

S3：对基底进行预处理；

S4：将所述导电聚合物分散液滴于修饰后的硅柱阵列表面，再将所述基底覆盖于硅柱阵列的表面并对硅柱阵列和基底施加一定的压力使两者压紧，然后将压紧后的硅柱阵列和基底置于一定的温度下烘干，得到导电聚合物一维纳米阵列。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S1中，硅柱阵列利用光刻技术制备。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S1中，使用烷基硅烷类或全氟硅烷类试剂对硅柱进行修饰，使硅柱阵列顶面和硅柱阵列侧壁产生浸润性差异。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S1中，对硅柱阵列修饰所使用的温度为90°C，时间为1-3小时。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S2中，导电聚合物分散液的浓度为5-20 mg/mL。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S2的具体过程如下：将聚3，4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐配制成10 mg/mL的水分散液，并加入体积分数为5%的二甲基亚砜与体积分数为0.5%的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，超声混合后得到均匀的导电聚合物分散液。

所述的制备导电聚合物一维纳米阵列的方法，其中，所述S2的具体过程如下：将苯胺溶于盐酸溶液配制成第一溶液，将过硫酸铵溶于盐酸溶液配制成第二溶液；将第一溶液与第二溶液置于0°C的环境中预冷，之后将第一溶液与第二溶液混合得到混合液，将混合液充分搅拌后静置；将静置后的混合液用离心分离，离心完成后去除上层溶液得到聚苯胺；将聚苯胺用盐酸重新分散，并使用盐酸重复离心洗涤聚苯胺，最终得到聚苯胺的均匀导电聚合物分散液。