微纳图案的制备是信息制造业中的重要环节,不仅为研究材料在微纳尺度下特异性质提供了良好的平台,还是提高电路集成度和器件微型化的基础。目前制备微纳图案方法大致可分为自上而下和自下而上法,其中自下而上法因与蓬勃发展的纳米材料合成技术相兼容,能够实现功能性纳米材料的组装,又因其小尺寸有潜力实现高分辨率的组装体,在纳米电路、传感器和波导等领域有着广阔的应用前景,正受到研究人员日益增多的关注。然而目前的组装技术还存在一些问题,比如组装时往往需要制备模板导致组装图案形状受限、组装体特征尺寸较大以及组装体中存在空隙缺陷等等。本文针对以上问题,采用纳米静电印刷术实现了金纳米颗粒的高分辨率组装,该过程无需模板制备,快速高效,并且在组装体基础上进行颗粒的界面生长以减小颗粒间距,增强颗粒间的导电性,以实现其在纳米电路中的应用。1.我们使用纳米静电印刷术对金纳米颗粒进行组装,即通过原子力显微镜的探针对衬底加电压,使得衬底表面产生相应的电势图案,并以此引导溶液中颗粒的组装。此方法的优势在于用于施加电压的探针曲率半径仅为7 nm,而组装所用的金颗粒尺寸仅为5 nm,所以得到的电势图案和颗粒图案的分辨率都很小,当电势为0.2V时,每个电势点上可实现2-3个颗粒的组装,即组装体的特征尺寸仅为10 nm。此外,组装的点间距和宽度可通过调节图案和电势大小实现,因此此方法具有很高的灵活性。在组装得到的颗粒图案基础上,我们将溶液中的晶种生长法应用到界面上实现了高度可控的界面生长,并分别使用扫描电镜、原子力显微镜、光学显微镜和消光光谱对生长过程进行监测,观察到颗粒尺寸由5 nm增长到60 nm过程中形貌的变化过程。金颗粒的尺寸的增加对散射信号的影响显著,生长后的颗粒图案散射信号比生长前提高了3个数量级,在暗场显微镜下5X物镜中也可清晰可见,因此颗粒的界面生长在防伪标志的制作方面有着巨大的应用潜力。2.基于纳米颗粒点阵的界面生长不仅为原位观察化学反应提供了良好的平台,而且还能用于减小颗粒组装体中的空隙,改善组装体的性能。本文中,我们将纳米颗粒组装成线型,并通过界面生长使颗粒原位长大,缩小颗粒间隙,使得颗粒紧密排列,形成纳米导线。纳米导线的宽度可通过电势大小调节,其中电势为0.2 V时,导线宽度约为2-3个颗粒宽,生长后的宽度仅为200 nm。此外,我们测量了纳米导线的电流-电压曲线,说明颗粒间电子以欧姆输运方式传输,且电导率为17.5S/m左右。为进一步优化器件,我们将纳米导线转移到紫外胶的绝缘衬底上,以消除硅衬底对测得电导性能的贡献,同时通过等离子体处理和低温烧结促进导线中颗粒的融合,为电子传输提供更多通道,以提高电导率。