[发明专利]一种微球辅助金属纳米线精准操控的方法

说明书

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种微球辅助金属纳米线精准操控的方法，包括以下步骤：S1.配置微球溶液、纳米线溶液；S2.将两片盖玻片之间粘合形成微流体样品池；S3.将步骤S1得到的微球溶液和纳米线溶液按照1:(1～2)的比例混合，然后注入到步骤S2的微流体样品池中；S4.将步骤S3处理之后的微流体样品池放置在光镊系统的样品台上；通过声光偏转器创造多个动态或静态光阱；S5.预设所述光阱运动轨迹或静止位置，通过光阱捕获微球对纳米线进行移动或旋转。该方法不仅可满足稳定性、高精度、灵活性等相关要求，而且不依赖于纳米线的种类、形貌和尺寸，可广泛应用于各种纳米线。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种微球辅助金属纳米线精准操控的方法。

背景技术

纳米结构的独立和精准操控是纳米器件在各应用中充分发挥潜力的前提。特别是各向异性的纳米结构，例如纳米线、纳米管等，由于其化学、物理性质高度依赖于其方向和位置，它们的精准独立操控对于光电纳米器件的构建与应用具有重要的意义。为了达到这一目的，近年来，基于磁场、电场、光场等的纳米线操控技术不断涌现。其中，以光镊为代表的基于光场的操控技术因其高精度、操作灵活和多功能性受到广泛关注，并成功地实现了多种纳米线(如SnO₂、Ag、Au、Si纳米线)的捕获和操控。然而，由于金属的高散射和高吸收特性，基于光场的操控技术在操控金属纳米线时通常会遇到许多技术障碍。这些基于光场的操控技术，一种是通过构造特殊的激光束来实现金属纳米线的操控。例如，通过对线偏振的高斯光束进行调制，产生涡旋光束，利用涡旋光束的光子角动量，实现单根Ag纳米线的旋转。但同时，必须在基板上引入一些吸引力以抵消来自涡旋束的散射力，也因此，纳米线被限制在衬底附近，无法进一步的移动和定位。此外，由于金属纳米线对光的高吸收而产生的热效应会降低操控的稳定性。另一种操控技术是基于等离子体光镊来实现金属纳米线的操控。由于表面等离子体共振的场增强作用，激光作用在纳米线上的梯度力增加，可以较为稳定的实现金属纳米线的捕获、平移和定向。然而，等离子体光镊需要在金属表面上实施操作，金属表面的高损耗特性限制了其工作范围(通常为几十纳米)，并且其与入射光相互作用所产生的热效应也不容忽略。可以看到，这种直接的光学操控技术在操控金属纳米线时都不可避免地会受到光热等问题的影响。另外，为了满足操控条件，实际应用中对于激光和纳米线都有一定的要求，例如，激光波长要能激发等离子体共振等。因此，一种简单、通用、稳定的可以精确操控金属纳米线的方法是迫切需要的。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种微球辅助金属纳米线精准操控的方法，该方法简单、通用、稳定，可以精确操控金属纳米线。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种微球辅助金属纳米线精准操控的方法，包括以下步骤：

S1.配置微球溶液、纳米线溶液；

S2.将两片盖玻片之间粘合形成微流体样品池；

S3.将步骤S1得到的微球溶液和纳米线溶液按照1:(1～2)的比例混合，然后注入到步骤S2的微流体样品池中；

S4.将步骤S3处理之后的微流体样品池放置在光镊系统的样品台上；通过声光偏转器创造多个动态或静态光阱；

S5.预设所述光阱运动轨迹或静止位置，通过光阱捕获微球对纳米线进行移动或旋转。

优选地，所述微球的直径为8～15μm，更优选地所述微球为二氧化硅微球。

优选地，所述微球溶液中，微球与溶剂的体积比为1:(450～550)。

优选地，所述纳米线溶液的浓度为(4.5～5.5)×10^-5M。

优选地，所述微球溶液和纳米线溶液的体积比为1:1。

优选地，所述光阱的运动轨迹为直径20～30μm的圆。