微尺度受限条件下无机纳米粒子自组装规律的研究

纳米材料制备与合成中的关键问题之一是"自上而下"与"自下而上"两种加工手段的有机结合，其核心是把化学方法合成的纳米功能材料准确地组装在用物理微加工方法制备出的半导体/金属结构的微区特定位置。这就需要深入研究各种表面和胶体的相互作用在微观尺度上的变化规律，并利用这些相互作用力实现纳米器件的构筑。本项目拟采用微纳加工和表面化学修饰的手段在硅表面制造不同大小、深度和形状的几何微区，然后用溶剂挥发的方式在这些微区内直接组装单分散无机纳米粒子，并综合运用扫描电镜、原子力显微镜等手段观察分析不同尺寸、不同材料的纳米粒子组装的最终形貌和排布，借助理论模拟，深入理解小液滴在微观局限条件下的浸润与挥发过程，并回答胶体化学中粒子之间的相互作用的理论在纳米尺度、在空间限制情况下如何变化的科学问题。通过本项目的研究，有望对基于纳米粒子的光电器件的构筑提供新的思路和理论指导。