[发明专利]一种液态金属微滴分子结的制备方法

摘要

一种液态金属微滴分子结的制备方法，清洗导电基片、制备锡溶胶后，旋涂溶胶成膜，进行热处理，配制TZ2的二氯甲烷溶液，进行裂隙填充；真空干燥获得有机分子层后，制作镓铟液滴微纳电极，所制备的分子结的尺寸为500～1000纳米。本发明方法通过调整金属氧化物薄膜旋涂的时间和转速，使薄膜平均厚度控制在100～200纳米，调整退火温度及升温速率，控制薄膜内形成裂隙的宽度和密度，使经过退火后胶状层的裂隙平均宽度为500～1000纳米，使进入裂隙内的有机功能分子极大减少，分子结的尺寸取决于与液态金属微滴接触的裂隙内分子层尺寸，使分子结尺度由几十微米级减小到了亚微米甚至百十纳米级范围内。

主权项

一种液态金属微滴分子结的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)清洗导电基片(2)制备锡溶胶制备氯化亚锡的乙醇溶胶，氯化亚锡浓度为0.3mol/L～0.5mol/L；(3)旋涂溶胶成膜将锡溶胶滴加在备用的导电基片上，滴加锡溶胶的量为15～30μL/cm2导电基片，然后用匀胶机先以1200转/分～2000转/分的速度匀胶5～10秒，再以3000～5000转/分的速度匀胶30～60秒，最后将旋涂锡溶胶的导电基片于90℃～120℃温度下干燥15～30分钟；(4)薄膜的热处理对覆有薄膜的导电基片进行热处理，设计退火曲线为：以100～200℃/h的升温速率升至300℃，保温10～20分钟后，再以100～200℃/h的升温速率升至400～600℃，保温1～3小时后再自然冷却到室温；(5)填充裂隙配制浓度为2.3～2.8mmol/L的TZ2的二氯甲烷溶液，作为裂隙填充的有机溶液；将所得覆有金属氧化物薄膜的导电基片置于匀胶机的样品台上，取有机溶液滴加于金属氧化物薄膜上，有机溶液与金属氧化物薄膜的比例为5～10μL/cm2，用匀胶机进行旋涂，设定匀胶机的时间和转速，以转速500～700转/分，旋涂30～50秒，再以转速500～700转/分，旋涂60～120秒，最后将旋涂完有机溶液的导电基片于50～70℃温度下干燥10～20分钟；(6)真空干燥将步骤(5)获得的基片置于真空退火炉中，当真空度达到≤10‑3Pa时，在温度60℃～80℃条件下烘烤25～35分钟；(7)制作镓铟液滴微纳电极用镓铟共晶液滴做上电极，用电极引线直接蘸取镓铟共晶液滴，将镓铟共晶液滴上电极与步骤(6)制备的基片上的有机分子层接触，有机分子通过裂隙与下电极接触，形成回路构成液态金属微滴分子结，分子结的尺寸范围为500～1000纳米。