CN111487284B - 一种相变材料纳米线组装、测试装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种相变材料纳米线的组装、测试装置及测试方法，采用施加频率、电压，在一定的时间作用下，将已经制备好的相变材料纳米线在长轴与短轴的作用力下拖拉至两个电极之间完成搭接，再施加测试激励从而完成纳米线的电学性能测试。在设计了电学测试装置与方法的基础之上，进一步对电学性能测试的过程进行了优化，提出了在整个组装及测试过程中的影响因素，提出了快速化的组装测试的具体方案，首先通过模拟分析长轴与短轴的频率，选择合适的频率范围，再通过外加电场和作用时间的影响来选择相应的激励源，从而完成满足测试条件的单根纳米线的搭接，实现了相变材料纳米线的测试。

Description

一种相变材料纳米线组装、测试装置及方法
技术领域
本发明属于本发明属于相变材料电学测试领域，特别是涉及一种相变材料碲化铋纳米线的电学测试方法。
背景技术
纳米材料因其很多不同于块体材料的优异性能一直是国内外研究的热点，在相变存储器的研究领域尤其如此，对于单元器件在纳米量级下，有利于快速相变并且提高集成度和处理速度。随着存储密度的提高，纳米线作为一种具备高导热能力的相变材料，可以实现热能和电能相互转换，可广泛应用于大容量可擦写的光存储介质，这得益于相变材料两个稳定的状态，即非晶态和晶态。这两个状态在电性质上表现出巨大的差异。在外部电的激励下，晶态和非晶态能在纳秒级的时间内完成切换，因其超快的速度及优良的微缩性，由此，纳米结构的相变材料电学性能研究对探索纳米线的应用十分必要。
相变材料纳米线的制备方法现有技术中已有相关研究，目前在实验室的操作阶段，对于上述相变材料纳米线的电学性能测试，在实验室层面的操作手段是将纳米溶液滴加到两端电极上的方式，使其随机与电极对连接形成电学测试回路，但这些纳米线、纳米带、纳米棒的排列往往杂乱无章，成功率较低，需要尝试多次，同时这种无序性为碲化铋在纳米电学特性研究的后续测试处理上带来了不稳定性，例如随机搭接可能存在复杂的多根杂乱连接的现象，电学性能数值很难准确测量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可行的相变材料纳米线电学性能测试装置及方法，其中，通过介电电泳法对纳米元器件中的纳米粒子组装后的作用力出发，对符合已经制备出的相变材料的纳米线的技术方案进行设计，将相变材料纳米线搭接在电极两端，从而准确有效的获得纳米线电学性能参数。
本发明提供了一种相变材料纳米线测试组装方法，其特征在于，上述测试组装方法包括如下步骤：
对第一激励源端与第二激励源端施加预设频率及幅值的组装电压，使得制备完成的相变材料纳米线在一定时间的作用下搭接在所述第一激励源端与所述第二激励源端之间；所述搭接过程在电介质溶液中完成。
进一步地，所述预设频率通过计算模拟所述相变材料纳米线沿长轴和短轴两个方向分解受力对比，以选择所述预设频率。
进一步地，所述第一激励源端与第二激励源端为一个或多个电极。
进一步地，所述组装电压幅值以单根所述相变材料纳米线的组装结果选定，所述组装时间以单根所述相变材料纳米线的组装结果选定。
本发明提供了一种相变材料纳米线测试组装装置，其用于组装制备完成的相变材料纳米线，其特征在于，所述装置包括：浸于电介质溶液中的第一激励源端与第二激励源端；在所述第一激励源端与所述第二激励源端之间施加预设频率及幅值组装电压的激励源；
所述相变材料纳米线在一定时间的作用下搭接在所述第一激励源端与所述第二激励源端之间完成组装。
本发明提供了一种相变材料纳米线测试方法，其特征在于，在执行组装方法完成组装之后；在所述第一激励源端与第二激励源之间施加扫描电流，执行动态测试。
本发明还提供了一种相变材料纳米线测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：
提供至少一组电极对；将浸有制备完成的相变材料纳米线的电介质溶液倾覆于所述电极对上，对所述电极对施加预设频率及幅值的组装电压，使得所述相变材料纳米线在一定时间的作用下搭接在所述电极对之间；
选择其中单根搭接的电极对，在之间施加扫描电流，执行动态测试。
进一步地，所述电极对与电极对之间的间距为20～30um，电极对两端之间的间隙为2～4um。
进一步地，所述梳状电极对为铂-钛电极；其中，铂电极厚度为50nm，钛电极厚度为10nm。
本发明还公开了一种碲化铋纳米线测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：
提供至少一组电极对；将浸有制备完成的碲化铋纳米线的电介质溶液倾覆于所述电极对上，对所述电极对施加预设频率及幅值的组装电压，使得所述碲化铋纳米线在一定时间的作用下搭接在所述电极对之间；
选择其中单根搭接的电极对，在之间施加扫描电流，执行动态测试；所述电介质溶液为乙醇，所述外加电场的频率为500KHz～5000KHz，所述外加电场交流电压为0.5～2V，所述外加电场的时间为50～70s，所述扫描电流为0～50uA。
按照本发明实现的相变材料纳米线电学测试装置及方法，总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
第一方面，本发明首先提出一种相变材料纳米线的电学测试装置及电学测试方法，采用施加频率、电压，在一定的时间作用下，将已经制备好的相变材料纳米线在长轴与短轴的作用力下拖拉至两个电极之间完成搭接，再施测试激励从而完成纳米线的电学测试；
第二方面，本发明在提出了电学测试装装置与方法的基础之上，进一步对整个电学测试方案的过程进行了设计，首先通过模拟分析长轴与短轴的频率，选择合适的频率范围，再通过外加电场和作用时间的影响来选择相应的激励源，从而完成满足测试条件的单根纳米线的搭接，实现了电学参数的测试。
总之，本发明在面对已经制备好的相变材料纳米线在电学测试完成难度高的前提下，从纳米元器件的介电电泳组装的技术出发，从作用于单个纳米离子的组装力出发，将该组装力作用在整根已经制备好的相变材料纳米线上，并且针对上述技术构思对激励源进行进一步设计，通过使用上述方法将纳米线搭接到所述梳状电极对的两端电极之间形成回路，再使用扫描电流对回路进行动态测试；从而准确有效的获得纳米线电学性能参数，从根源上避免了传统使用纳米线随机连接电极，从而导致的反应条件苛刻、成功率较低、测量结果不准确等问题。
附图说明
图1为按照本发明实现的相变材料纳米线在外加电场中受力分析模型；
图2为按照本发明实现的模拟计算相变材料纳米线在长轴和短轴的C-M实部因子随频率变化图；
图3为按照本发明实现的每对电极对搭接的碲化铋纳米线为单根或者多根电镜图；
图4为按照本发明实现的实施例6中碲化铋纳米线搭接的电镜图；
图5为按照本发明实现的实施例1中碲化铋纳米线搭接的电镜图；
图6为按照本发明实现的实施例7中碲化铋纳米线搭接的电镜图；
图7为按照本发明实现的测试1中单根碲化铋组装纳米元器件的电镜图；
图8为按照本发明实现的测试1中单根碲化铋组装纳米元器件的电学性能测试性能图；
图9为按照本发明实现的测试2中双根碲化铋组装纳米元器件的电镜图；
图10为按照本发明实现的优化单根碲化铋纳米线搭接的电镜图；
图11为按照本发明实现的测试2中双根碲化铋组装纳米元器件的电学性能测试性能图；
图12为按照本发明实现的碲化铋单根和双根纳米线晶态阻值对比图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义，若存在矛盾，本说明书优先。
本发明中，将已经制备好的相变材料纳米结构成功搭载在元器件中，从而可以实现纳米线的电学性能的测量，所使用的设备简单，实现方便，进一步设计的问题是如何组装使相变材料纳米线可以取向引导并成功搭载在纳米电极之间，同时有效、准确地测量纳米线电学性能。
在本发明的实施方式中，主要以碲化铋纳米线的实验过程来说明本方案的实施过程，但是按照本发明的设计，上述实验方案可以应用到相变材料纳米线的其它材料的试验中，可依据本发明的核心步骤选择相应的激励参数即可。
根据一种实施方式，本发明中所述电介质溶液为适合于建立能够保持碲化铋纳米线分散的组合物和流变学的任何溶剂，包括：有机溶剂，例如，丙酮、乙醇、异丙醇或甲基乙基酮；混合溶剂体系，例如，丙酮和乙醇，或乙醇和异丙醇等，但不限于此。优选地，所述电介质溶液为乙醇。
本发明中，为了精确取向引导相变材料纳米线连接在梳状电极对的两端电极之间，以乙醇作为电介质溶液构建了碲化铋纳米线在介电电泳系统中的受力分析模型。
值得说明的是，通常本领域技术人员在分析纳米线所受介电电泳力都只考虑与纳米线轴向与电场方向一致的情况，这是因为对于各向异性的颗粒它们的极化率取决于它们相对于电场的取向，例如长椭球形粒子，沿导线轴向的极化率远大于径向取向，直接用轴向极化率代替整个粒子的极化率。但实际情况是纳米线径向的极化也会影响纳米线的精确组装。本发明的计算中，由于是对已经制备完成的纳米线的搭接，并不能做如上的简化，在计算中，需要将已经制备完成的碲化铋纳米线看作长椭球形，所处电场强度梯度分解可以分解为沿粒子轴向和沿径向两个方向的电场强度梯度，从而更加准确来探讨合适的工艺参数，如图1所示。
根据一种实施方式，所述外加电场的频率可以为1000KHz～10MHz，优选地，所述外加电场的频率为500KHz～5000KHz，最优选地为100KHz～5000KHz。
本发明中，上述实施方式所对应的理论分析如下：为了取向引导碲化铋纳米线精确的搭载在梳状电极两端，上述构建碲化铋纳米线受力分析模型，以Re[Kl]和Re[Ks]来表示C-M因子对碲化铋纳米线沿轴向和径向受力大小的影响，具体如下：
模拟碲化铋纳米线沿轴向长轴C-M因子表示为：
Figure BDA0002254586170000051
模拟碲化铋纳米线沿径向短轴C-M因子表示为：
Figure BDA0002254586170000052
其中，
Figure BDA0002254586170000053
ω为施加电场的角频率，ε为对应材料介电常数，σ为对应材料的电导率，其中碲化铋纳米线(εp＝85ε0，σp＝2.642×104S/m)溶于乙醇(εm＝25.3ε0，σm＝0.1345×10-6S/m)溶液中，ε0为真空绝对介电常数，且ε0＝8.85×10-12F/m。
通过MATLAB仿真软件计算出Re[Kl]和Re[Ks]的大小，并绘制出其随外加电场频率变化而变化的曲线图，如图2所示。
如图2所示，整个频率范围中，Re[Kl]随外加电场频率先平稳后稳步下降，最后保持稳定，而Re[Ks]一直处于一个相对较低的水平，C-M因子的实部Re[Kl]随外加电场频率变化可分为三段：第一段，100Hz之前，Re[Kl]稳定在一个较大值，此阶段是介电液和纳米线的电导率占据主要影响；第二段，100Hz之后，Re[Kl]逐渐下降，这是因为介电常数逐渐开始产生产生影响；第三段，100MHz之后，Re[Kl]稳定在一个较小值，由介电液和纳米线的介电常数占主导影响。
本发明中，Re[Kl]和Re[Ks]即代表了C-M因子对椭球形粒子沿轴向和径向受力大小的影响。当频率较低时，电泳力较大，轴向C-M因子占主导，沿长轴方向受力相对很大，纳米线更倾向于沿着长轴方向移动，即近似于沿着电场线方向移动。频率逐渐增高之后轴向C-M因子影响逐渐下降，纳米线开始受短轴径向C-M因子影响，即开始受到一点沿着电场强度梯度方向的电泳力作用。由此可知，为了完成精确组装必须选取一个合适的频率值使得径向短轴方向的介电电泳力较长轴能有足够的影响，使得纳米线两端都能完美搭上电极。发明人根据轴向和径向受力分解方向和C-M因子值比例，确定外加交流电场频率为500KHz-5000KHz可以实现较为精确的组装，纳米线能更好的搭在电极两端。
值得说明的是，对于不同的纳米线材料，技术人员也可以根据上述模型和分析方法得到不同方向的C-M因子公式，再运用了MATLAB仿真软件进行计算，从而快速得到所需的外加电场的频率参数，因此按照本发明实现的组装测试方法不限于碲化铋纳米材料，依据相应的纳米线选择电介质溶液，模拟计算相应的频率电压即可完成对应组装参数的选择。
根据一种实施方式，上述方法还包括：调节所述外加电场交流电压，从而使每对电极对搭接的碲化铋纳米线为单根或者多根，优选为单根；本发明中所述的单根或者多根具体是指1～4根，单根即是指1根。如图3所示。其中，所述外加电场交流电压为0.5～2V，优选地，所述外加电场交流电压为1V。
本发明中，发明人根据碲化铋纳米线受力分析模型确定了外加电场的频率，从而可以精确引导纳米线与电极连接。优选地，为了实现有效、准确地进行碲化铋纳米线电学性能的测试，所述碲化铋纳米线在电极对的搭接量宜为单根或多根。众所周知，电泳力与电场强度有关，而电场强度是由电极形状和施加的电压决定的。发明人发现外加电场电压超过2V，会导致碲化铋纳米线搭接量过多，甚至引起团簇；相反，外加电场电压小于0.5V，会由于电场强度过低而无法实现纳米线的搭载。
根据一种实施方式，上述方法还包括：设置提供所述外加电场的时间，从而使每对电极对搭接的碲化铋纳米线为单根或者多根，优选为单根；本发明中所述的单根或者多根具体是指1～4根，单根即是指1根。如图3所示。其中，提供所述外加电场的时间为50～70s，优选地，提供所述外加电场的时间为60s。
本发明中，外加电场反应时间也是决定所述碲化铋纳米线搭接量的重要因素，纳米线的搭接量和搭载程度也受外加电压施加的时间产生影响。当外加电场时间少于50s时，所述碲化铋纳米线搭接量过少，即纳米线在电场作用下，还未能成功移动至电极之间完成搭接；相反，当外加电场时间多于70s时，所述碲化铋纳米线会继续受到电场力或者外界其它因素影响，慢慢偏离搭接区域，从而使得搭接量慢慢减少。
根据一种具体的实施方式，按照本发明的技术方案实现引导碲化铋纳米线与梳状电极对精确连接，且每对电极对连接的纳米线为单根或者多根，即1～4根，其中，电泳(DEP)工艺参数为：外加电场的频率为1000KHz～10MHz，交流电压为0.5～2V，施加时间为50～70s；优选地，外加电场的频率为500KHz-5000KHz，交流电压为1V，施加时间为60s。
根据一种实施方式，梳状电极对组至少包含8对电极；优选地，梳状电极对组至少包含10对电极，本发明中，在进行组装纳米线时采用梳状电极，以便后面碲化铋纳米线电学性能测试时可以单次试验获得较多的试验数据，减少了试验次数；同时提供大量数据，减小误差。
进一步地，梳状电极对电极对两端之间的间隙为2～4um，电极对之间的间距为20～30um；优选地，电极对两端之间的间隙为3um，电极对之间的间距为25um。这是因为本发明中，碲化铋纳米线长度约大于4um，为了使纳米线成功搭载在电极对之间，电极对两端之间的间隙不能过宽；同时，为了避免电极对与电极对之间的电场干扰和使得纳米线在电场中有效受到电泳力的作用，电极对之间的间距宜为20～30um。
根据一种实施方式，本发明使用的梳状电极对为纳米铂-钛电极；其中，铂电极厚度为50nm，钛电极厚度为10nm。
优选地，铂-钛电极是使用电子束蒸发工艺镀金属膜后，再使用光刻工艺蚀刻而成。通常来说，铂-钛纳米电极的制备方法还可以为化学还原法、微乳液法、多次还原法、电化学法、浸渍法、离子交换法、光还原法、和微波辅助法，但不限于此。
此外，梳状电极对左右两端电极与碲化铋纳米线搭接的端部为圆弧状。本发明中，梳状电极对的齿状端部设置为圆弧形，这样梳状电极对中左右两端电极在施加外加电压的条件下形成的电场强度较为均衡，碲化铋纳米线在同一轴向或者同一径向的受电泳力比例相似，这样在相同电泳(DEP)工艺参数下，不同位置的碲化铋纳米线都可以有效引导至电极对之间。
实施例1
本实施例提供了一种碲化铋纳米线电学测试组装方法，具体使碲化铋纳米线搭接在梳状电极对之间，其具体步骤如下：
步骤一：提供铂-钛的梳状电极对(使用电子束蒸发工艺镀金属膜后，再使用光刻工艺蚀刻而成)，其中，梳状电极对组为10对，电极对两端之间的间隙为3um，电极对之间的间距为25um；
步骤二：将使用电化学方法制备好的碲化铋纳米线和步骤一的梳状电极置于乙醇的电介质溶液中，形成介电电泳装置；
步骤三：对步骤二的介电电泳装置施加外加电场，其中，外加电场的参数为：电场频率＝500KHz，交流电压＝1V，反应时间＝60s，从而将碲化铋纳米线精确取向连接至梳状电极对之间，从而形成组装纳米元器件。
取向连接量测试：使用SEM对步骤三的组装纳米元器件上碲化铋纳米线的取向连接情况进行观察，把组装根数为0根记为空，2-4根纳米线的电极对记为多根，把组装到5根及其以上的记为团簇。
取向连接有效概率和无效概率计算：有效概率指的是单根和多根总和除以总的实验次数，无效概率指的是空电极和团簇的电极对数除以总实验次数。
实施例2～14
采用同实施例1相同的方法，选取不同的外加电场参数和梳状电极，可获得不同效果的碲化铋组装纳米元器件。各使用电极情况和外加电场参数总结于表1。按实施例1中的方法测定各实施例制得碲化铋组装纳米元器件的取向连接量，结果请见表2，实施例1、6和7取向连接有效概率和无效概率计算结果见表3。
对比例1～2
采用同实施例1相同的方法，分别选取外加电场频率为50KHz、10000KHz。各使用电极情况和外加电场参数总结于表1。按实施例1中的方法测定对比例1～2制得碲化铋组装纳米元器件的取向连接量，结果请见表2。
对比例3
采用传统直接将碲化铋纳米溶液滴加到两端电极上的方式，使其随机与电极对连接方法组装纳米元器件，按实施例1中的方法测定对比例3制得碲化铋组装纳米元器件的取向连接量，结果请见表2。
表1实施例1～14和对比例1～3碲化铋纳米线电学测试组装参数
Figure BDA0002254586170000091
实施例1～14和对比例1～3使用SEM对组装纳米元器件上碲化铋纳米线的取向连接情况进行观察，如表2所示。
表2实施例1～14和对比例1～3碲化铋纳米线组装情况统计
实施例 空 单根 多根 团簇
1 4 8 7 1
2 3 9 6 2
3 3 12 4 1
4 6 9 4 1
5 2 7 10 1
6 9 2 5 4
7 0 2 11 7
8 0 1 9 10
9 0 1 7 12
10 3 9 6 1
11 2 7 8 3
12 3 6 9 2
13 4 5 6 5
14 6 9 3 2
对比例1 14 2 1 3
对比例2 10 4 3 3
对比例3 11 0 1 8
表3碲化铋纳米线取向连接电极有效概率和无效概率
实施例 6 1 7
有效概率 35％ 75％ 65％
无效概率 65％ 25％ 35％
分析表1～3可得到如下结果：
根据实施例1和对比例1～3可知，使用介电电泳法在一定电泳工艺条件下，可以实现碲化铋纳米线在梳状电极对上的取向组装，但由于纳米线在均匀电场中受轴向和径向受力大小的影响，外加交流电场频率为500KHz-5000KH时，纳米粒子轴向和径向受力和C-M因子值比例更佳，可以准确取向引导碲化铋纳米线组装在电极对两端。
根据实施例1、4、5、7～9和图4～6可知，在外加电场交流频率为500KHZ，反应时间为90S条件下，外加电场电压超过2V，会导致碲化铋纳米线取向连接量过多，甚至引起团簇；相反，外加电场电压小于0.5V，会由于电场强度过低而无法实现纳米线的搭载。电场电压超为0.5～2V，尤其当为1V时，组装根数较为适中。
根据实施例1、6和7可知，当外加电场交流频率为500KHZ，电压为1V，随着时间的增加，取向连接到电极对上的碲化铋纳米线总量稳定增加，单根数量和有效数量在60S时最高，无效数量在60S最低。这说明随着组装时间的增加，组装的根数越来越多，但是组装的效率并不是一直增加的，所以反应时间为60S就是在外加电场参数为1V，500KHZ下的最优的取向组装碲化铋纳米线的条件。
根据实施例1和10～14可知，当外加电场交流频率为500KHZ，电压为1V，施加时间为60s，梳状电极对组至少包含8对电极，电极对之间的间距为20～30um，两端之间的间隙为2～4um时，可以使碲化铋纳米线成功搭载在电极对之间，且搭接效率高。
测试例：碲化铋纳米线电学性能测试
测试1：单根碲化铋纳米线晶态阻值测试
使用实施例1方法制备出单根碲化铋组装纳米元器件，如图7所示，再使用扫描电流对上述组装纳米元器件进行电学性能测试，具体方法如下：
使用直流扫描，得到明显的相变曲线，如图8所示，最终可将单根纳米线SET到最低阻值为750KΩ。
测试2：双根碲化铋纳米线晶态阻值测试
使用实施例1方法制备出双根碲化铋组装纳米元器件，如图9所示，再使用扫描电流对上述组装纳米元器件进行电学性能测试，具体方法如下：
第一次用0-1uA电流扫描，第二次用0-10uA电流扫描，第三次用0-50uA电流扫描，电压变化如图10所示，可以看出两根纳米线的并联电阻分别从70MΩ降到20MΩ，再从20MΩ降到2MΩ，最后降到300KΩ。用1V90ns下降沿为20ns的脉冲可以将阻值reset到800K欧，再用0-50uA的电流可以将阻值set到300KΩ，可反复操作。该过程可以视为Bi2Te3纳米线发生了相变，且两根纳米线并联的晶态阻值为300KΩ。
根据测试1～2，将单根和双根纳米线的阻值随电压变化曲线绘制成单根和双根纳米线晶态阻值对比图，如图11所示，可得单根纳米线材料和两根纳米线材料并联的晶态阻值恰好是两倍的关系，而上述测试1～2组装的量根纳米线长度基本一致，且接触情况相似，所以验证了测试结果的正确性。
总之，本说明书的实施例中，主要使用乙醇作为电解溶液创建所述纳米线受力分析模型，同时考虑外加电场对碲化铋纳米线沿轴向和径向受力大小的影响，从而确定外加交流电场频率为500KHz-5000KHz可以实现较为精确的组装，纳米线能更好的搭在电极两端。进一步地，本发明设置外加电场交流电压为0.5～2V，施加时间为50～70s，来控制所述碲化铋纳米线在电极对的取向连接量为单根或多根，从而实现有效、准确地对碲化铋纳米线进行电学性能的测试。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种碲化铋纳米线测试方法，其特征在于，所述测试方法包括如下步骤：
提供至少一组电极对；将浸有制备完成的碲化铋纳米线的电介质溶液倾覆于所述电极对上，对所述电极对施加预设频率及幅值的组装电压，使得所述碲化铋纳米线在一定时间的作用下搭接在所述电极对之间；所述碲化铋纳米线的测试组装方法所包括的步骤为：
对第一激励源端与第二激励源端施加预设频率及幅值的组装电压，使得制备完成的碲化铋纳米线在一定时间的作用下搭接在所述第一激励源端与所述第二激励源端之间；所述搭接过程在电介质溶液中完成，所述预设频率通过计算模拟所述碲化铋纳米线沿长轴和短轴两个方向分解受力对比，以选择所述预设频率，所述第一激励源端与第二激励源端为一个或多个电极，所述组装电压幅值以单根所述碲化铋纳米线的组装结果选定，组装时间以单根所述碲化铋纳米线的组装结果选定，所述电极对与电极对之间的间距为20～30um，电极对两端之间的间隙为2～4um，所述电极对为铂-钛电极；其中，铂电极厚度为50nm，钛电极厚度为10nm；
选择其中单根搭接的电极对，在之间施加扫描电流，执行动态测试；所述电介质溶液为乙醇，外加电场的频率为500KHz～5000KHz，外加电场交流电压为0.5～2V，外加电场的时间为50～70s，所述扫描电流为0～50uA；
所述计算模拟所述碲化铋纳米线沿长轴和短轴两个方向分解受力对比，以选择所述预设频率的步骤为：
依据下述表达绘制随外加电场频率变化而变化的曲线，选择所述预设频率使得径向短轴方向的介电电泳力较长轴有足够的影响；
模拟碲化铋纳米线沿轴向长轴C-M因子表示为：
Figure FDA0003539121520000011
模拟碲化铋纳米线沿径向短轴C-M因子表示为：
Figure FDA0003539121520000012
其中，
Figure FDA0003539121520000013
ε*＝ε-iσ/ω；
ω为施加电场的角频率，εp为所述碲化铋纳米线的介电常数，σp为所述碲化铋纳米线的电导率，εm为用于分散所述碲化铋纳米线乙醇溶液的介电常数，σm为用于分散所述碲化铋纳米线乙醇溶液的电导率。
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