CN112164751A - 一种金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结及其溶液法制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金/1,‑10葵二硫醇/铜三明治结构分子结及其溶液法制备方法，本发明的制备方法具体步骤包括：1)：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,‑10葵二硫醇有机分子层，得产物A；2)：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30～50℃条件下水浴，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3体积比为1:3:1～2；3)：将步骤二所得产物B取出后清洗、干燥，即得金/1,‑10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。本发明的制备方法采用溶液法来制备金/有机分子/铜三明治分子结，流程简单易操作，成品率高、重复性好，不依赖真空环境，制备成本低。
Description
技术领域
本发明涉及分子电子器件制备技术，具体涉及一种金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结及其溶液法制备方法。
背景技术
分子器件是由具有光、电、离子、磁、热、机械和化学反应性能的分子和超分子组装排列而成的有序结构，是在分子或超分子层次上完成信息和能量的检测、转换、传输、存储与处理等功能的化学及物理系统，是在分子水平上具有特定功能的超微型器件。由于单分子或者分子簇可用来制备具有集成电路、存储器、微控制器和其他逻辑系统分子电路，近年来分子器件的研究成为热点。分子器件的研究目标在于采用有机和无机导电聚合物、电荷转移盐、有机金属和其他分子材料，开创出用于信息和微电子学的新型元件。相比无机分子，有机分子器件有一些非常突出的优势：合成可调，成本低廉，易于成型加工，具有丰富的电学、光学和磁学特性，并且在有机发光器件、显示器等方面取得了很大应用。构筑分子器件的前提是：必须将少数几个分子，甚至单个的分子镶嵌在两电极之间，形成电极/分子/电极的连接。形成电极-有机分子-电极结构的方法分为两类：(1)采用扫描隧道显微镜或导电针尖原子力显微镜构筑模型器件；(2)采用纳米间隙的电极对构筑实际的连接器件。
自组装采用“自下而上”方式按人们的设计使分子有序地排列起来，真正地达到实用化和大规模生产，减少成本。它引起了化学家、物理学家、生物学家以及材料科学家的极大重视。譬如，硫基在金表面自组装形成坚固而稳定的化学键从而在分子电子学研究中起着非常重要的作用。最初，人们尝试采用热蒸发金属的办法在自组装分子层顶部形成上电极，还有研究者试图采用光刻蚀的办法形成纳米孔，在纳米孔中形成金属-有机分子-金属器件。研究结果表明，现有的这些形成上电极的方法，步骤多且繁琐，并且容易导致金属原子穿透分子层，造成金属/有机分子/金属结构短路，更由于制备过程需要在真空环境中操作而增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结及其溶液法制备方法，本发明的制备方法流程简单易操作，无需在真空环境下操作，成本低、成品率高、重复性好，根据本发明制备方法所得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结稳定性好、电学性能易于表征。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法，具体步骤包括：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30～50℃条件下水浴，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:1～2；
步骤三：将步骤二所得产物B取出后清洗、干燥，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
进一步的，所述步骤二中水浴的时间为30～60min。
进一步的，所述步骤三中清洗产物B时使用去离子水超声清洗，清洗时间为1～5min。
进一步的，所述步骤三中干燥产物B时使用氮气枪吹干。
根据上述任意一项所述制备方法制备所得的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的制备方法采用溶液法来制备金/有机分子/铜三明治分子结，相比于现有技术中的方法，本发明制备方法无需采用模板，流程简单易操作，不会出现金属原子穿透分子层从而造成金/有机分子/铜结构短路的问题，成品率高、重复性好，不依赖真空环境，在常规实验室环境及室温环境下即可完成制备，降低了制备成本。
根据本发明制备方法制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结形状完整，易于表征，稳定性好。
附图说明
图1为本发明金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的微观形貌图；
图2为本发明金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的横截面微观形貌图；
图3为本发明金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的EDS检测结果图；
图4为本发明金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的电学性能图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1
本发明的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于50℃条件下水浴60min，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:1；
步骤三：将步骤二所得产物B取出，使用去离子水超声清洗5min，清洗结束后使用氮气枪将产物吹干，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
对本实施例所制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结进行测试表征，其结果如下：
如图1所示本实施例制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结微观形貌图，从图中可以看出产物是边长为50μm的正方形，形状完整。
如图2所示本实施例制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的横截面微观形貌图，从图中可以看出。
如图3所示本实施例制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的EDS检测结果图。证明金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结被成功合成。
采用导电原子力显微镜测量本实施例制备的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的电学性能，结果如图4所示，所测分子结的电阻值为289Ω。
实施例2
本发明的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30℃条件下水浴60min，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:1；
步骤三：将步骤二所得产物B取出，使用去离子水超声清洗1min，清洗结束后使用氮气枪将产物吹干，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
实施例3
本发明的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30℃条件下水浴50min，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:2；
步骤三：将步骤二所得产物B取出，使用去离子水超声清洗3min，清洗结束后使用氮气枪将产物吹干，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
实施例4
本发明的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30℃条件下水浴30min，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:1；
步骤三：将步骤二所得产物B取出，使用去离子水超声清洗3min，清洗结束后使用氮气枪将产物吹干，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
本发明各实施例的制备方法中步骤一可参考文献[1]YanniJie,Jeremy RNiskala,Aaron C.Johnston-Peck,Peter J.Krommenhoek,Joseph B.Tracy,Huiqing Fanand Wei You*.Laterally Patterned Magnetic Nanoparticles.Journal of MaterialsChemistry.22(5),1962-1968,2012.完成，即采用微接触印刷法将1,-10葵二硫醇自组装在金基底材料表面。
综上所述，本发明的制备方法设计思路新颖，操作简单方便。采用溶液法，制备了边长为50μm的正方形Cu纳米薄膜，从而构筑了金-有机分子-铜三明治分子分子结。该方法无需采用模板，成本低，制备过程简单易于控制，能耗低，且产物的重复性也较好。
Claims (5)
1.一种金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：制备金基底材料，并在金基底材料表面自组装图案化的1,-10葵二硫醇有机分子层，得产物A；
步骤二：将步骤一所得产物A放入50mmol/L的EDTA、50mmol/L的CuCl2和0.1M的H3BO3混合溶液中，于30～50℃条件下水浴，水浴结束后得产物B，其中混合溶液的EDTA、CuCl2和H3BO3的体积比为1:3:1～2；
步骤三：将步骤二所得产物B取出后清洗、干燥，即得金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
2.根据权利要求1所述的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法，其特征在于：所述步骤二中水浴的时间为30～60min。
3.根据权利要求1所述的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法，其特征在于：所述步骤三中清洗产物B时使用去离子水超声清洗，清洗时间为1～5min。
4.根据权利要求1所述的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结的溶液法制备方法，其特征在于：所述步骤三中干燥产物B时使用氮气枪吹干。
5.根据上述任意一项权利要求所述制备方法制备所得的金/1,-10葵二硫醇/铜三明治结构分子结。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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