專利名稱：轉印納米線的方法
技術領域：
本發明涉及納米線，尤其涉及納米線的獲取及集成。
背景技術：
在高度集成化浪潮的推動下，現代技術對納米尺度功能器件的需求將越來越迫切。納米線(nanowire)具有極高的表面積對體積比，此一維結構在表面特征、機械性質、量子效應等方面皆有不俗的表現，因此根據不同材料的特性，其納米線結構也相應的衍生了各種不同的應用，諸如氣體傳感器、場效晶體管以及發光元件等。然而，在利用納米線制作元件的難度在于，如何克服其尺寸問題對納米線加以對位和控制。倘若能夠控制納米線并使的大量規則排列，將會使得納米線能夠順利的導入量產制程。目前已知的制備納米線薄膜方法大致有介電泳(Dielectrophoresis)、微流道 (Micro-fluid channel)、吹膜(Blown film extrusion)等方法，而以上制程皆需將納米線自成長基板取下，再均勻分散至溶劑中，屬于濕式制程，其在準備或排列上需耗費較長時間，并且在把納米線自成長基板上取下的過程中，很容易損壞納米線的結構而影響其功能。
發明內容
有鑒于此，提供一種耗時短、轉印效率高的轉印納米線的方法實為必要。一種轉印納米線的方法，其包括以下步驟提供一個第一基板，該第一基板具有一個第一表面，該第一表面有基本垂直于該第一表面的納米線陣列；提供一個轉印膜，該轉印膜具有一個第二表面，該轉印膜為疏水性且處于一個粘性流動的狀態；將該轉印膜與該第一基板相互蓋合，該第二表面朝向該第一表面；壓合該第一基板與該轉印膜使得該轉印膜按照一預定方向推倒該納米線陣列，從而將其中的至少一部分納米線轉印至該第二表面。相對于現有技術，本發明采用干式制程將納米線從一個位置轉印至另一個位置， 耗時短，轉印效率高。
圖1是本發明實施例提供的第一基板以及轉印膜的示意圖，第一基板垂直生長有納米線陣列。圖2是將該第一基板和該轉印膜通過滾輪裝置壓合的示意圖。圖3是納米線被推倒于第一基板上的掃描圖片。圖4是該轉印膜轉印有該第一基板上的納米線的效果示意圖。圖5是轉印有該第一基板上的納米線的轉印膜的掃描圖片。圖6是將轉印膜上的納米線轉印到第二基板上的步驟示意圖。圖7是轉印有納米線的第二基板的掃描圖片。主要元件符號說明第一基板10
第一表面100
納米線陣列102
納米線1020
轉印膜20
第二表面200
滾輪裝置30
第一滾輪31
第二滾輪32
傳送帶33
第二基板40
第三表面400
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。請參閱圖1至圖5，本發明實施例提供的轉印納米線的方法至少包括以下步驟提供一個第一基板10，該第一基板10具有一個平坦的第一表面100，該第一表面 100有基本垂直于該第一表面100的納米線陣列102，納米線陣列102包括大量有序或無序排列的納米線1020。該第一基板10可以是硅(Si)基板。提供一個轉印膜20，該轉印膜20具有一個平坦的第二表面200，該轉印膜20具有疏水性，且在一溫度下處于粘性流動狀態，即粘度較高。例如，設定該溫度為室溫，一般地，室溫定義為25攝氏度，有時會設為300° K(約 27 0C ),以利于使用絕對溫度的計算；該轉印膜20可以選用玻璃轉化溫度(glass transition temperature, Tg)低于室溫且表面具有疏水性、表面能低的高分子材料制作。 因為當高分子材料的玻璃化溫度低于室溫時就會在室溫下呈現粘性流動狀態，所以無需對由該高分子材料制成的轉印膜20加熱軟化。例如，可選用PDMS(Polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧燒)、PBA(Polybutyl
acrylate，聚丙烯酸丁酯)等。該等高分子材料的玻璃轉化溫度均低于甚至遠低于室溫，因
此在室溫下粘度較高，易變形，從而可以最大程度地粘合納米線1020且避免納米線1020斷 m農。將該轉印膜20與該第一基板10相互蓋合，該第二表面200朝向該第一表面100。當轉印膜20是由PDMS制作、第一基板10為硅基板時，由于轉印膜20與第一基板 10均具有硅元素，因此二者之間具有較好的粘合力，當該轉印膜20與該第一基板10相互蓋合時，納米線1020的一部分已轉印至該轉印膜20。使用滾輪裝置30壓合相互蓋合的該第一基板10與該轉印膜20。本實施例中，滾輪裝置30包括第一滾輪31，第二滾輪32和傳送帶33。該第一滾輪31帶動該傳送帶33移動，該第二滾輪32位于該傳送帶33上方，當相互蓋合的第一基板10和轉印膜20移動至該第二滾輪32下方時，第二滾輪32對該轉印膜20和該第一基板10施壓，使該轉印膜20被壓縮延展，從而和該第一基板10進一步貼合，并推倒垂直生長于該第一基板10上的納米線陣列102(推倒后的納米線如圖3)，同時，請參閱圖5，在壓合過程中藉由該轉印膜20的黏滯力將該納米線陣列102中的至少一部分納米線，或者整個納米線陣列102轉印于該第二表面200。由于滾輪裝置30的滾動方向確定，因此該納米線陣列102受到的壓力的方向確定，因此其傾倒的方向確定。如果納米線陣列102內的納米線1020是有序排列，則由于納米線陣列102的傾倒
方向確定，因此可使得轉印至該第二表面200的所有納米線亦呈有序排列。被轉印至該第二表面200的納米線平置于該第二表面200。本發明實施例采用的第一基板10及轉印膜20的作用面(即第一表面100和第二表面200)均為平面，以保證被轉印的納米線的數量和面積較大。為了使盡可能多的納米線1020可以被轉印到第二表面200，可以重復上述步驟， 使得原本未被推倒或者未被轉印的納米線1020被推倒或者被轉印。請參閱圖6至圖7，進一步地，該至少一部分納米線轉印至該第二表面之后，提供一個第二基板40，該第二基板40可以為需要納米線的目標基板。該第二基板40具有一個為平面的第三表面400。該第二基板40可以為剛性基板或可撓性基板，材料可以為硅(Si)， 二氧化硅(SiO2)，或一種高分子材料，該第二基板40的材料可以與第一基板10的相同或者不同。類似于蓋合該轉印膜20和該第一基板10，將該轉印膜20與該第二基板40相互蓋合，該第二表面200朝向該第三表面400。可使用滾輪壓合相互蓋合的該轉印膜20與該第二基板40，以使該第二表面200的納米線轉印至該第三表面400，也可以其它方式向壓合的轉印膜20和第二基板40施壓。由于該轉印膜20具有疏水性且表面能低，因此可以容易地將已經轉印到第二表面200的納米線再次轉印至第三表面400。優選地，該第二基板40材質為硅或二氧化硅，以和PDMS材質的轉印膜20具有一定的粘合力，提高轉印效果。以上納米線轉印過程適宜在室溫下進行，無需加熱轉印膜20即可完成，實現條件簡便易得。并且，可以預期的是可以形成薄膜的、玻璃轉化溫度低于室溫且表面具有疏水性、表面能低的高分子材料均在一定條件下可用作轉印膜。本發明提供的轉印納米線的方法為干式制程，無須將納米線陣列從其生長基板上取下并均勻分散至溶劑中，從而避免破壞預期的納米線的表面特性，而且，本發明可轉印的納米線基本上為有序排列，因此可減少重新排列納米線的時間，轉印效率高。可以理解的是，本領域技術人員還可于本發明精神內做其它變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種轉印納米線的方法，其包括以下步驟提供一個第一基板，該第一基板具有一個第一表面，該第一表面有基本垂直于該第一表面的納米線陣列；提供一個轉印膜，該轉印膜具有一個第二表面，該轉印膜為疏水性且處于粘性流動狀態；將該轉印膜與該第一基板相互蓋合，該第二表面朝向該第一表面； 壓合該第一基板與該轉印膜使得該轉印膜按照一預定方向推倒該納米線陣列，從而將其中的至少一部分納米線轉印至該第二表面。
2.如權利要求1所述的轉印納米線的方法，其特征在于，轉印該至少一部分納米線至該第二表面的過程在室溫下進行。
3.如權利要求2所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該轉印膜為一種高分子材料制成，且該高分子材料的玻璃轉化溫度低于室溫。
4.如權利要求3所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該高分子材料為PDMS。
5.如權利要求4所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該第一基板的材質為硅。
6.如權利要求1所述的轉印納米線的方法，其特征在于，使用滾輪壓合相互蓋合的該第一基板與該轉印膜。
7.如權利要求1所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該方法進一步包括以下步驟 該至少一部分納米線轉印至該第二表面之后，提供一個第二基板，該第二基板具有第三表面；將該轉印膜與該第二基板相互蓋合，該第二表面朝向該第三表面；壓合相互蓋合的該轉印膜與該第二基板，以使該第二表面的納米線轉印至該第三表
8.如權利要求7所述的轉印納米線的方法，其特征在于，轉印該至少一部分納米線至該第二表面的過程以及將該第二表面的納米線轉印至該第三表面的過程均在室溫下進行， 該轉印膜采用高分子材料制成，且該高分子材料的玻璃轉化溫度低于室溫。
9.如權利要求8所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該高分子材料為PDMS。
10.如權利要求9所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該第一基板的材質為硅，該第二基板的材質為硅或二氧化硅。
11.如權利要求7所述的轉印納米線的方法，其特征在于，該第一基板的材質為硅，該轉印膜采用一種第一高分子材料制成，該第二基板采用一種第二高分子材料制成。
全文摘要
一種轉印納米線的方法，其包括以下步驟提供一個第一基板，該第一基板具有一個第一表面，該第一表面有基本垂直于該第一表面的納米線陣列；提供一個轉印膜，該轉印膜具有一個第二表面，該轉印膜為疏水性且處于粘性流動狀態；將該轉印膜與該第一基板相互蓋合，該第二表面朝向該第一表面；壓合該第一基板與該轉印膜使得該轉印膜按照一預定方向推倒該納米線陣列，從而將其中的至少一部分納米線轉印至該第二表面。
文檔編號B82B3/00GK102372254SQ20101024728
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月6日 優先權日2010年8月6日
發明者許嘉麟 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司