基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关及其制备方法

摘要

本发明属于一维纳米结构的荧光化学逻辑开关领域，特别涉及基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关及其制备方法。本发明的方法是将由气相沉积法制备得到的硅纳米线进行表面处理，其表面处理是表面等离子体处理、激光照射、离子表面轰击或用化学方法进行表面活化；然后在对表面处理过的干燥的硅纳米线的表面进行修饰，在其表面共价修饰有逻辑开关功能的丹磺酰胺，得到基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关。本发明的基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关可用于制备体积更小、集成化程度更高的光化学逻辑器件。

主权项

一种基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：1)硅纳米线的表面处理：将硅纳米线在温度为90‑150℃的氧等离子体中处理1‑3小时；或用波长为325纳米的连续激光对硅纳米线照射0.5‑2小时；或用钙离子源轰击硅纳米线0.5‑2小时；或用化学方法进行表面活化，将硅纳米线放入浓硫酸和双氧水的混合液中，在温度为60‑90℃下煮10‑60分钟，冷至室温，用蒸馏水洗至中性，然后放入H2O∶H2O2∶NH3.H2O的体积比为3‑5∶0.2‑1∶1的混合液中1‑3小时，取出，用蒸馏水洗至中性，真空干燥；2)硅纳米线的表面修饰：在连有分水器的容器中加入20mg步骤1)得到的表面处理过的硅纳米线和40mL无水甲苯，惰性气体保护下，加热到140℃共沸蒸馏除去水分，蒸出30mL甲苯后，降温至60‑90℃并加入0.6mmol‑1.8mmol的N‑3‑三乙氧基硅丙基丹磺酰胺，在温度为60‑90℃下搅拌12‑48小时，降至室温，用过滤器过滤得到表面修饰的硅纳米线粗产品；粗产品在有机溶剂中进行超声清洗，过滤，除去未反应的N‑3‑三乙氧基硅丙基丹磺酰胺，真空干燥得到基于硅纳米线的荧光化学逻辑开关；该逻辑开关以pH值、Hg(II)及Cl‑或Br‑为输入，以修饰的硅纳米线的荧光为输出，构成三输入荧光逻辑开关。