本公开要求在 2019年 02月 28日提交中国专利局、申请号为 201910149242.X 的中国专利申请的优先权， 以上申请的全部内容通过引用结合在本公开中 。 技术领域

本申请涉及的是一种微电子领域的技术， 例如涉及一种微纳线制备装置及 微纳结构。 背景技术

利用液相纳米材料在特定衬底上制备的微纳图 形或微纳线在集成电路、 光 学微电子器件、 生物传感器和生物探测器方面具有很大的研究 前景， 这些领域 中的器件性能很大程度上取决于一维的微纳图 形或微纳线。 例如， 利用有机材 料制备的微纳图形或微纳线可以提高电子与空 穴转移的平衡性， 从而改善集成 电路和光学微电子器件的性能。

近几十年中， 有很多制备一维微纳图形或微纳线的方法， 例如光刻、 微接 触印刷、 喷墨印刷等， 然而这些方法成本较高， 工艺复杂， 而且可制备的微纳 图形有限， 通常只能将一些设计好的图形转移到衬底上， 而且很难制备出纳米 级别的图案。 相关技术中， 制备纳米级图案普遍采用滴注法， 然而滴注法制备 微纳线的成功率低， 制备面积小， 微纳线的形状、 方向和位置都是随机不可控 的。 发明内容

本申请针对相关技术存在的上述不足， 提出了一种微纳线制备装置及微纳 结构。

本申请是通过以下技术方案实现的：

本申请涉及一种微纳线制备装置， 包括液相纳米材料存储装置和微纳线布 施机构； 液相纳米材料存储装置设有出液孔， 微纳线布施机构与出液孔—对 应设置； 微纳线布施机构包括至少两根柔性线材， 柔性线材的根部固定在液相 纳米材料存储装置上， 两根柔性线材的一端部下垂落于衬底上并相互 顶靠， 一 端部顶靠的两根柔性线材在衬底上的投影的夹 角范围为 l°~5°

本申请涉及一种微纳结构， 包括微纳线构成的一维图形， 设置在衬底上， 采用上述微纳线制备装置制备得到。 附图说明

图 1为实施例 1的结构示意图；

图 2为实施例 1中液相纳米材料存储装置结构示意图；

图中： X轴直线位移机构 100、 Y轴直线位移机构 200、 Z轴直线位移机构 300、 支架 400、 液相纳米材料存储装置 500、 出液孔 501、 动物毫发 600、 微纳 线 700、 衬底 800。 具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本申请进行详 细描述。

实施例 1

如图 1和图 2所示， 本实施例涉及一种微纳线制备装置， 包括： 一对 X轴 直线位移机构 100、 Y轴直线位移机构 200、 Z轴直线位移机构 300和液相纳米 材料存储装置 500, 其中， 一对 X轴直线位移机构 100之间设有衬底 800; 液相 纳米材料存储装置 500设有出液孔 501和微纳线布施机构， 微纳线布施机构与 出液孔 501—对应设置； 微纳线布施机构可选包括两根动物毫发 600, 两动物 毫发 600根部可选粘结在液相纳米材料存储装置 500上， 出液孔 501设置在两 动物毫发 600根部之间， 两动物毫发 600端部下垂并在下垂部相互顶靠， 两动 物毫发 600在衬底 800上投影后的夹角范围为 1°~5°。

需要说明的是，如图 2所示，微纳线布施机构包括两根动物毫发 600是指， 微纳线布施机构包括两个，每个微纳线布施机 构可以为一根微纳线布施机构 600; 同理， 在一些实施例中， 微纳线布施机构包括至少两根柔性线材是指， 微纳线 布施机构包括至少两个， 每个微纳线布施机构为一根柔性线材。

可理解的是， 如图 2所示， 两动物毫发 600在下垂部相互顶靠是指， 两动 物毫发 600下垂至衬底 800的端部相互顶着且相互靠紧； 同理， 在一些实施例 中， 两根所述柔性线材的一端部下垂落于所述衬底 上并相互顶靠是指， 两根所 述柔性线材的一端部下垂落于所述衬底上， 两根所述柔性线材的垂落于所述衬 底上的一端部相互顶着且相互靠紧。

在一些实施例中， 所述微纳线布施机构可选地包括多组柔性线材 （比如： 动物毫发 600）, 每组柔性线材包括两根柔性线材， 同一组柔性线材中， 两根柔 性线材的一端部下垂落于所述衬底上并相互顶 靠。

在一些实施例中， 液相纳米材料存储装置 500通过支架与运动执行机构连 接， 运动执行机构被配置为驱动液相纳米材料存储 装置 500运动。 在一些实施 例中， 柔性线材表面具有规则分布的微型结构。

在一些实施例中， 液相纳米材料存储装置 500通过支架 400与 Z轴直线位 移机构 300固定连接， 并可在 Z轴直线位移机构 300上稳定移动； Z轴直线位 移机构 300与 Y轴直线位移机构 200相连接， 并可在 Y轴直线位移机构 200上 稳定移动； Y轴直线位移机构 200与 X轴直线位移机构 100相连接， 并可在 X 轴直线位移机构 100上稳定移动; X轴直线位移机构 100固定在稳定的平台上。

如图 1所示， 在一些实施例中， 运动执行机构包括一对 X轴直线位移机构 100、架设在一对 X轴直线位移机构 100上的 Y轴直线位移机构 200和架设在 Y 轴直线位移机构 200上的 Z轴直线位移机构 300。 其中， Z轴直线位移机构 300 被配置为驱动液相纳米材料存储装置 500沿 Z轴的延伸方向位移； Y轴直线位 移机构 200被配置为驱动液相纳米材料存储装置 500和 Z轴直线位移机构 300 沿 Y轴的延伸方向位移； X轴直线位移机构 100被配置为驱动液相纳米材料存 储装置 500、 Y轴直线位移机构 200和 Z轴直线位移机构 300沿 X轴的延伸方 向位移。

可理解的是， X轴、 Y轴、 Z轴为两两相互垂直的 3个坐标轴。

在一些实施例中， X轴直线位移机构 100、 Y轴直线位移机构 200和 Z轴直 线位移机构 300 均为可编程直线位移机构， 如直线电机模组， 可以精确控制动 物毫发 600的运动方向， 运动速度和相对于衬底压力。

在一些实施例中， 两动物毫发 600根部的间距为 l-3mm。

动物毫发 600与衬底 800之间的角度和距离可以通过液相纳米材料存 储装 置 500相对于支架 400转动进行调节； 在一些实施例中， 动物毫发 600根部切 线与衬底 800之间的角度为 20°-70° , 根部到衬底的垂直距离小于 7cm。

本申请实施例的工作原理如下：

液相纳米材料在重力作用下通过出液孔 501 流入两根动物毫发 600的间隙 中；

当动物毫发 600接触到衬底 800时， 间隙中的液相纳米材料在重力、 拉普 拉斯压力差和不对称保持力的作用下， 被连续的、 可控的转移到衬底 800上， 形成宽度均匀的微纳线 700, 微纳线 700具有与液相纳米材料相同的功能属性。 微纳线 700的形状根据动物毫发 600的运动轨迹变化， 微纳线 700的宽度 和厚度都可实现纳米级别控制， 其中微纳线的厚度取决于移动速度、 毫发长度 和液体表面张力； 在一些实施例中， 微纳线 700的宽度为 50-1000nm， 厚度为 40-150nm。

在一些实施例中， 柔性线材可选动物毫发。

在一些实施例中， 液相纳米材料存储装置存储液相纳米材料， 液相纳米材 料为量子点材料、 荧光材料、 导电高分子聚合物材料中至少一种。

在一些实施例中， 衬底为娃基材料、 柔性材料中任意一种， 可选地， 柔性 材料可以是平面结构的也可以是曲面结构的。

在一些实施例中， 液相纳米材料存储装置通过支架与运动执行机 构连接； 可选地， 液相纳米材料存储装置在支架上可上下转动设 置， 通过转动调节柔性 线材自然垂落的角度； 可选地， 采用旋转角度可控的铰链结构。

在一些实施例中， 运动执行机构包括一对 X轴直线位移机构、 架设在一对 X轴直线位移机构上的 Y轴直线位移机构和架设在 Y轴直线位移机构上的 Z轴 直线位移机构， 通过 Z轴直线位移机构控制柔性线材相对于衬底的� �力， 进而 控制微纳线的宽度。

在一些实施例中， 运动执行机构可以采用机器人， 如并联机器人或串联机 器人。

与相关技术相比， 本申请具有如下优点：

1）基于液相纳米材料的重力、与柔性线材的� �普拉斯压力差和不对称保持力 能够实现微纳线的快速制备；

2）通过控制柔性线材的运动方向、运动速度� �相对于衬底压力，可以精确控 制制备的微纳线的宽度和厚度， 保证了微纳线的物理化学性能；

3）通过稳定地移动柔性线材， 可在任意形状的衬底上制备出均勾的微纳线， 特别是柔性或曲面衬底， 使本申请在可穿戴、 可植入的电子器件生产中具有很 大的应用前景；

4）材料和器件可选择范围广， 成本低， 制备条件要求低， 工艺简单， 可大面 积生产。