将还原氧化石墨烯层修饰于基板孔洞表面的方法

摘要

将还原氧化石墨烯层修饰于孔洞表面的方法，依序通过基板表面亲水化、矽烷层自组装、高分子层接枝、氧化石墨烯(GO)接枝、金属离子插层、金属原子/rGO插层等湿式制程步骤，将还原氧化石墨烯层修饰于基板(Si/SiO2)及其孔洞(特别是高深宽比孔洞)表面，并透过电镀制程于孔洞之还原氧化石墨烯层上镶嵌导电金属(铜或镍钨)栓塞(plug)。

主权项

一种将还原氧化石墨烯层修饰于基板孔洞表面的方法，包括：步骤一，表面亲水化步骤，将基板用乙醇清洗，浸泡于浓硫酸与浓过氧化氢混合溶液中，去除基板表面有机残留物，并于该基板及其高深宽比孔洞之表面带有OH基；浸泡时间为20-40分钟，溶液温度为50-90℃；步骤二，矽烷层自组装步骤，经步骤一处理且洗净乾燥的基板与矽烷溶液接触，于该基板表面及高深宽比孔洞表面均形成矽烷自组装层；该矽烷溶液为浓度0.5-1.5V%的环氧矽烷溶液；接触浸泡时间为15-25分钟，溶液温度为50-70℃；步骤三，高分子层接枝步骤，经步骤二处理且洗净乾燥的基板与高分子溶液接触，于该矽烷自组装层上接枝高分子，形成一高分子层；该高分子溶液为3-10wt%聚乙烯亚胺(PEI,Polyethyleneimine)溶液；接触浸泡时间为60-120分钟，溶液温度为40-80℃；步骤四，氧化石墨烯(GO)接枝步骤，经步骤三处理且洗净乾燥的基板与pH值为8.5-10的硷性GO溶液接触，使氧化石墨烯(GO)接枝于该高分子层；接触浸泡时间为6-12小时，溶液温度为15-35℃；步骤五，金属离子插层步骤，经步骤四处理且洗净乾燥的基板与含浓度为0.05-0.15M硝酸银(AgNO3)溶液接触，将银离子插层于氧化石墨烯层间，形成金属离子/GO插层结构；接触浸泡时间为20-40分钟，溶液温度为30-70℃；步骤六，形成步骤，经步骤五处理且洗净乾燥的基板与含有还原
剂之溶液接触，将金属离子还原为金属原子，氧化石墨烯层(GO)还原为还原氧化石墨烯层(rGO)，形成金属原子/rGO复合层修饰于基板表面及孔洞表面；该含还原剂之溶液为氢碘酸溶液、硼氢化钠溶液、维他命C溶液、乙二醇溶液、联氨溶液之择一；接触浸泡时间为1.5-2.5小时，溶液温度为30-70℃。