导电聚合物交叉纳米线器件的组装及其电学性质的研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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导电聚合物交叉纳米线器件的组装及其电学性质的研究

项目名称：导电聚合物交叉纳米线器件的组装及其电学性质的研究
项目类别：面上项目
批准号：11074138
申请代码：A040203
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：龙云泽
负责人职称：教授
依托单位：青岛大学
批准年度：2010

中文摘要：

异质结交叉纳米线器件具有优异的电学和光电性能，在自下而上组装的纳米线电子学方面具有潜在应用前景。目前交叉纳米线器件的组装方法主要有微流体导向组装、微探针操纵组装和电场导向组装等。导电聚合物纳米线具有制备简便、电导率可调、掺杂-脱掺杂可逆等优点。在申请人前期研究积累以及借鉴前人研究成果的基础上，本项目提出3种组装导电聚合物(同质结和异质)结交叉纳米线器件的方法，即定向电化学沉积组装、流体导向组装和狭缝收集静电纺丝组装。我们将尝试这3种方法组装交叉纳米线二极管、场效应晶体管、逻辑门等多种器件，对器件的电学性能进行测量表征，并对纳米异质结整流效应等电子输运机理进行分析。

中文主题词：静电纺丝；纳米线/纳米纤维；纳米器件；大规模组装；导电聚合物

英文摘要：

electrospinning；nanowires/nanofibers；nanodevices；large-scale assembly；conducting polymers

英文主题词： electrospinning；nanowires/nanofibers；nanodevices；large-scale assembly；conducting polymers

结论摘要：

该项目基本上按计划进行。项目计划书中提出的研究纳米线/纤维器件组装方法的目标已基本达到。三年来项目执行完成情况以及取得的成果简介如下　　　（1）通过对现有纳米线组装技术进行归纳总结和对比分析，我们发现微流体组装纳米线以及电场原位生长组装纳米线这两种方法都有一个共同的缺点，就是组装的效率很低。相比之下，静电纺丝可以高效制备很长的纳米纤维，更适合大规模工业化生产。于是，我们将研究重点放在改进传统静电纺丝技术来实现纳米纤维的有序排列和交叉结构的制备和组装，设计了离心静电纺丝装置、往复直线式静电纺丝装置、双框架收集静电纺丝装置等，成功制备了有序排列和交叉结构的聚合物微纳米纤维阵列，并对其形貌、结构进行了表征。关于新型静电纺丝技术制备功能纳米纤维、以及纳米纤维器件的有序组装方面，在Chem. Soc. Rev.、Prog. Polym. Sci.、ACS Nano、J. Mater. Chem.、Nanoscale等期刊上发表SCI/EI论文多篇，申请和授权国家专利多项。　　　（2）在静电纺丝制备和组装导电聚合物纳米纤维器件、以及单根导电聚合物电子输运性质研究方面，取得了较好进展。利用自主研发的往复直线式静电纺丝装置制备了有序排列、扭曲结构的PEDOT纳米纤维柔性可拉伸电子器件；采用组装好的有序电纺纳米纤维作为模板，溶液原位聚合制备导电聚合物复合纳米纤维器件；对单根导电聚合物纳米纤维的电子输运现象也进行了深入研究和总结。有关结果在Prog. Polym. Sci.、Nanoscale等期刊上发表SCI/EI论文多篇，应邀撰写英文专著2个章节，申请和授权国家专利多项。　　　（3）在完成项目计划的基础上，也对无机氧化物（例如钛酸钡）的静电纺丝制备和器件组装进行了研究。例如，我们成功用静电纺丝技术制备了Ce掺杂的p型氧化锌纳米纤维并探索其在场效应晶体管和p-n结整流器件方面的应用。

成果综合统计