一种制备纳米线的方法

摘要

本发明提出一种使用有机物气体或者金属化合物作为气源为原料，使用宽束电子束，基于电子束诱导沉积原理加工制备小尺寸纳米线的方法。利用宽束电子束束斑内强度分布的梯度效应以及其边缘效应，通过控制电子束位置的方法，实现纳米线材料在制定位置进行制定长度和直径的直接读写方式的制备。

主权项

一种制备纳米线的方法，其特征在于：具体步骤如下:(1)将需要生长纳米线的衬底放入真空室，抽真空，控制真空室压强在10^‑3‑10^‑6Pa，通入气源，控制通入气源后真空室内压强为10^‑1‑10^‑4Pa；(2)待气源稳定后开启电子束，调节电子束的聚焦状态，使得电子束在束斑直径内，电子束的平均强度大于10²e/nm²/s；并调节电子束边缘的强度分布状况，使强度沿着边缘具有不均匀分布，即其自束斑边缘沿着束斑直径方向的空间变化率大于10²e/nm²/s/100nm；电子束束斑的直径大小为所需制备的纳米线直径的2‑1000倍；(3)将电子束的束斑边缘置于需要生长纳米线材料的衬底位置，所述衬底位置与束斑边缘之间点接触，且接触点在接触之后即刻生长出纳米结构，之后以一定的速度相对衬底移动电子束，移动过程中，通过控制其移动速度和聚焦位置使电子束束斑的边缘始终位于新生长出的纳米结构的尖端，形成纳米线；也即保持纳米线的生长顶端随着电子束的边缘延伸；电子束相对衬底移动的速度即为纳米线生长的速度；所述电子束相对衬底移动的速度v的判定方法如下：通过实验获得步骤(1)中气源在步骤(2)所述电子束下的淀积速率z，纳米线的直径D与电子束相对衬底移动速度v线性相关：其中，L为纳米线在t时间内长出的长度，其和电子束相对衬底移动速度v的关系为v＝L/t，所以即在淀积速率z和需制备的纳米线直径D一定的情况下，可得到电子束移动速度v；(4)结束纳米线的生长后关闭电子束，获得所需制备的纳米线结构。