[发明专利]基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于压电片可控纳米间隙的单子分结制备方法，其特征在于，包括：压电片、驱动电极、绝缘层、带有预环切的金线；

其中，所述压电片为基片/衬底；所述压电片的上下表面均设置有驱动电极；

所述绝缘层位于所述驱动电极的上层；所述带有预环切的金线固定在所述绝缘层上；

当驱动电压施加至所述驱动电极时，夹在所述驱动电极中间的所述压电片将发生横向/水平变形，固定在所述绝缘层上的所述金线被相应拉伸，精确控制纳米间隙大小；其中，纳米间隙是通过压电片基底发生横向/水平变形的机械拉伸使固定在其表面的金线断裂形成可控裂结；

且，所述带有预环切的金线的制备方法如下：

1)在金线一的中间部分进行环切形成凹槽，将所述金线一切割成相对对称的沙漏形；

2)将经过步骤1)处理的所述金线一固定在涂有绝缘胶的压电基片上；

3)将金线二置于压电基片的上层，且所述金线二的一端置于接近所述金线一的凹槽中心；

4)将电解质滴在所述凹槽附近的所述压电基片上，以浸没所述金线二的末端位置和金线一的凹槽部分；

5)在所述金线二上施加低电位，使其作为电化学反应的阴极，在所述金线一上施加高电位，使其作为阳极，通过电化学反应进行蚀刻；随着阳极的逐渐腐蚀，所述凹槽的直径减小。

2.根据权利要求1所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，步骤1)所述环切后凹槽直径为10-15μm；且经过步骤5)所述凹槽直径减小到≤1μm；

和/或，步骤2)所述压电基片为压电陶瓷基片；所述金线一通过环氧树脂固定在所述压电基片上；

和/或，步骤4)所述电解质为0.01摩尔每毫升的氯金酸和氯化硼1:1的水溶液。

3.根据权利要求1所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，所述压电片为纵向极化的矩形压电陶瓷片。

4.根据权利要求1所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，所述驱动电极为银膜，所述银膜分别镀在所述压电片的上下表面。

5.根据权利要求1所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，所述金线是通过粘结的方式固定在所述绝缘层上。

6.根据权利要求1所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，所述金线的拉伸断裂过程中通过电流信号分析仪测量通过所述金线的电流进行监控。

7.根据权利要求6所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，当驱动电压增加时，所述金线的凹槽部分将受到张力，凹槽的横截面减小，直至断裂，形成纳米间隙。

8.根据权利要求7所述的基于压电片可控纳米间隙的单分子结制备方法，其特征在于，所述金线凹槽部分的最小直径为初始直径为1％，且悬空部分长度为初始直径的两倍，纳米桥的总拉伸长度为悬空部分长度的0.1％，其最大应变力产生在凹槽的最细部分。