月牙形金属纳米结构的制备方法

摘要

本发明公开了月牙形金属纳米盘阵列、硅柱支撑的月牙形金属纳米盘结构阵列和离散月牙形金属纳米颗粒等三种月牙形结构阵列的制备方法；月牙形金属纳米盘阵列的制备方法包括制备单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列、制备单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列、沉积金属、制备金属纳米圆孔阵列、制备复合材质的月牙形掩模孔阵列和制备月牙形金属纳米盘阵列等工艺步骤；以所述月牙形金属纳米盘阵列为掩模进行刻蚀可制得硅柱支撑的月牙形金属纳米盘结构阵列；对所述月牙形金属纳米盘阵列进行腐蚀可制得离散月牙形金属纳米颗粒；本发明的制备方法，通用性强、适应性广、兼容性好、效率高、成本低且能为研究月牙形金属纳米结构提供便利。

主权项

一种月牙形金属纳米盘阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）制备单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列：先配置聚苯乙烯纳米球悬浮液体系，将所述聚苯乙烯纳米球悬浮液体系旋涂于一硅片表面，在所述硅片表面形成单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列；（2）制备单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列：利用感应耦合等离子体刻蚀法将所述致密排列的聚苯乙烯纳米球刻小，在硅片表面得到单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列；（3）沉积金属：利用真空蒸镀法或磁控溅射法在所述单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列上沉积一层金属膜，所述金属膜的厚度不超过所述单层有序非致密排列的聚苯乙烯纳米球的高度的1/2；（4）制备金属纳米圆孔阵列：用胶带粘除硅片表面的聚苯乙烯纳米球，再将粘除后残留的聚苯乙烯纳米球进行二氯甲烷超声清洗溶解，然后用感应耦合等离子体刻蚀法清洗硅片表面，去除残留的聚苯乙烯纳米球，得到二维有序的金属纳米圆孔阵列；（5）制备复合材质的月牙形掩模孔阵列：利用表面活性剂对步骤（4）得到的金属纳米圆孔阵列表面进行处理，再次配制纳米球悬浮液体系，使所述纳米球的平均粒径为所述步骤（1）中聚苯乙烯纳米球的平均粒径的30%～80%，将所述纳米球悬浮液体系旋涂于经表面处理的金属纳米圆孔阵列表面，利用纳米孔的限域沉积作用，使纳米球均匀嵌于金属纳米圆孔阵列中，形成月牙形取向无序、嵌入式的复合材质的月牙形掩模孔阵列；（6）制备复合金属孔阵列：以所述的月牙形掩模孔阵列为掩模，利用真空蒸镀法或磁控溅射法在硅片表面再次沉积另一种金属膜，金属膜的沉积总厚度不超过第二次旋涂的纳米球的高度的1/2，然后用胶带粘去纳米球，再用去离子水超声处理粘除后残余的纳米球，得到复合金属孔阵列；（7）制备月牙形金属纳米盘阵列：用举离法除去所述复合金属孔阵列上的首次沉积的金属膜，得到月牙形取向无序、且阵列周期等于所述步骤（1）中聚苯乙烯纳米球粒径的月牙形金属纳米盘阵列。