【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于有機(jī)納米材料領(lǐng)域，涉及一種一維c60納米鏈及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、c60分子，即富勒烯，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，自20世紀(jì)80年代中期被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)，在材料科學(xué)、電子與光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、能源、催化等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，吸引了廣大研究者的注意。富勒烯c60及其衍生物材料應(yīng)用研究是富勒烯研究領(lǐng)域的重要組成部分，合成富勒烯c60及其衍生物，制備其不同形貌的的納米材料，系統(tǒng)地研究富勒烯c60及其衍生物材料的晶態(tài)形貌和性能的關(guān)系，是目前一大重要課題。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱彥武教授團(tuán)隊(duì)在常壓下構(gòu)建了c60聚合物晶體以及長(zhǎng)程有序多孔碳晶體，在能量存儲(chǔ)、離子篩分等領(lǐng)域展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用前景。
2、c60的不同形貌直接影響其物理化學(xué)性能，特別是在導(dǎo)電性、光電響應(yīng)、催化活性等方面。研究c60形貌與性能之間的關(guān)系，有助于為其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。c60的不同形貌主要包括零維（納米顆粒）、一維（納米線、納米棒）、二維（納米片）和三維（納米球、納米泡）等，這些形貌的研究對(duì)c60的物理、化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用具有重要影響。一維c60納米線在電子傳輸方面具有較好的性能，較寬的光吸收范圍和高的光子捕獲能力，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性，因此在場(chǎng)效應(yīng)晶體管（fet），光伏器件和光探測(cè)器，柔性電子器件中具有應(yīng)用潛力，一直是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題。
3、目前，制備一維c60納米線的方法有溶劑揮發(fā)法和電紡絲法。溶劑揮發(fā)法是通過(guò)溶劑的逐漸揮發(fā)，使溶質(zhì)析出并形成納米線的方法，操作簡(jiǎn)單，成本低廉，但對(duì)溶劑的選擇和蒸發(fā)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種一維c60納米鏈及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法精確控制納米線的尺寸和形貌的問(wèn)題。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、一種一維c60納米鏈的制備方法，包括：
4、制備au（111）面；
5、通過(guò)氣相沉積法將正丁硫醇分子沉積在au（111）面上，使正丁硫醇分子在au（111）表面組裝呈密排相排列，退火，正丁硫醇分子通過(guò)自組裝形成條狀相分子模板；
6、采用分子束外延法在條狀相分子模板上生長(zhǎng)c60分子，c60分子在條狀相分子模板上吸附自組裝，形成一維c60納米鏈。
7、進(jìn)一步的，所述au（111）面的制備方法，包括：
8、將au單晶通過(guò)1kev的氬離子轟擊和773k的熱退火進(jìn)行原位清潔，處理后得到au原子最低能量的密排面，形成au（111）面。
9、進(jìn)一步的，所述氣相沉積法將正丁硫醇分子沉積在au（111）面的過(guò)程，包括：
10、將正丁硫醇經(jīng)過(guò)冷凍解凍循環(huán)后，通過(guò)微漏閥引入掃描隧道顯微鏡超高真空腔體內(nèi)，調(diào)節(jié)微漏閥控制氣流量，將au（111）面暴露于3×10-5~6×10-5mbar的正丁硫醇蒸氣中，在室溫下反應(yīng)1.5~3h，使得正丁硫醇分子在au（111）表面組裝呈密排相排列。
11、進(jìn)一步的，所述退火為直流加熱，所述直流加熱的電流為0.12~0.16a。
12、進(jìn)一步的，所述退火溫度為40~60℃，退火時(shí)間為0.5~2h。
13、進(jìn)一步的，所述c60的純度大于99%。
14、進(jìn)一步的，所述c60分子采用分子束外延法在條狀相分子模板上生長(zhǎng)的過(guò)程，包括：
15、將c60分子樣品放入蒸發(fā)源中，連接外部直流電流源通入直流電，使c60分子在條狀相分子模板上進(jìn)行生長(zhǎng)。
16、進(jìn)一步的，所述c60分子的生長(zhǎng)溫度為270~290℃，生長(zhǎng)時(shí)間為5~15min。
17、進(jìn)一步的，所述c60分子與正丁硫醇分子的體積配比為1:2~4。
18、一種所述制備方法制得的一維c60納米鏈。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
20、本專利技術(shù)提供一種一維c60納米鏈的制備方法，通過(guò)氣相沉積法將正丁硫醇有機(jī)分子（ch3ch2ch2sh）沉積到au（111）表面，通過(guò)調(diào)節(jié)正丁硫醇分子在au（111）表面的覆蓋度，形成條狀相分子模板，接著采用分子束外延法在條狀相分子模板上生長(zhǎng)c60分子，由于二元分子間的空間限域作用，c60分子沉積在硫醇分子-au（111）表面吸附自組裝，最終形成一維的c60分子納米鏈，具有原子級(jí)精度，純度高，可以在原子級(jí)別上精確控制納米鏈的排列和尺寸。本專利技術(shù)中的分子模板選用的硫醇分子為正丁硫醇，在沉積正丁硫醇分子時(shí)，正丁硫醇分子中-sh脫氫后與表面的au原子結(jié)合成金硫鍵（au-s），較為穩(wěn)定。而正丁硫醇分子模板可以看作一種調(diào)控介質(zhì)，c60分子在正丁硫醇-au表面吸附自組裝依靠范德瓦爾斯力，正丁硫醇分子的組裝構(gòu)型能夠?qū)60分子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，通過(guò)分子與襯底，分子與分子間的相互作用力自組裝最終達(dá)到一個(gè)平衡態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)不僅能夠在原子尺度上調(diào)控c60分子納米鏈的形成過(guò)程，防止團(tuán)聚，而且能夠精確調(diào)控納米鏈的形貌與尺寸。
21、本專利技術(shù)選用的烷基硫醇分子為包含4個(gè)c鏈長(zhǎng)度的正丁硫醇分子，烷基硫醇分子種類多樣，不同碳鏈長(zhǎng)度的烷基硫醇分子在au（111）表面吸附自組裝會(huì)形成不同的模板，通過(guò)控制硫醇分子-c60二元分子體系的比例，也會(huì)形成不同的自組裝結(jié)構(gòu)，本專利技術(shù)可以基于不同類型的硫醇分子，不同硫醇分子-c60二元分子體系的比例形成豐富多彩的c60結(jié)構(gòu)，為探究c60分子自組裝體系提供潛在的研究?jī)r(jià)值。
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1.一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述Au（111）面的制備方法，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積法將正丁硫醇分子沉積在Au（111）面的過(guò)程，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述退火為直流加熱，所述直流加熱的電流為0.12~0.16A。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述退火溫度為40~60℃，退火時(shí)間為0.5~2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述C60的純度大于99%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述C60分子采用分子束外延法在條狀相分子模板上生長(zhǎng)的過(guò)程，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述C60分子的生長(zhǎng)溫度為270~290℃，生長(zhǎng)時(shí)間為5
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維C60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述C60分子與正丁硫醇分子的體積配比為1:（2~4）。
10.一種權(quán)利要求1~9任一項(xiàng)所述制備方法制得的一維C60納米鏈。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種一維c60納米鏈的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維c60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述au（111）面的制備方法，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維c60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述氣相沉積法將正丁硫醇分子沉積在au（111）面的過(guò)程，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維c60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述退火為直流加熱，所述直流加熱的電流為0.12~0.16a。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一維c60納米鏈的制備方法，其特征在于，所述退火溫度為40~60℃，退火時(shí)間為0.5~2h。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)超，張?chǎng)?/a>，秦旭輝，王藝文，高健智，潘明虎，柴新，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：陜西師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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