一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法与流程-k8凯发

本发明涉及光电材料领域，特别涉及一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法。

背景技术：

1、纳米孔阵列可以作为互补模板，用来制造贵金属(金、银、铂等)纳米柱阵列。而形成的贵金属纳米阵列所具有的表面等离子激元(surface plasmon polaritons，spp)共振效应已经在光子晶体，生物传感等领域有着非常广泛的应用。因此，对纳米孔阵列高效和精细制备的要求越来越高。目前，制造精细纳米孔阵列的主流方式包括传统光刻、电子束光刻(electron beam lithography，ebl)和聚焦离子束光刻(focused ion beam lithography，fib)。

2、然而，传统光刻技术需要通过涂胶、曝光、显影、刻蚀和去胶五步来完成，工艺参数复杂，化学试剂的使用量大，对环境存在潜在的污染；ebl和fib的制造方法效率低、生产成本高。因此，现有技术所存在的不足严重地制约着纳米孔阵列的大规模生产。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，包括：

2、提供第一载片；

3、在所述第一载片表面形成微球单层膜，所述微球单层膜中的微球之间具有弧状三角形结构；

4、以所述微球单层膜为掩膜刻蚀所述第一载片表面，去除所述微球单层膜，最终获得具有弧状三角形纳米孔阵列的载片。

5、可选的，所述第一载片包括玻璃片或者硅片。

6、可选的，所述第一载片的尺寸为1cm*2cm以下。

7、可选的，所述微球单层膜为聚苯乙烯微球单层膜、聚甲基丙烯酸甲酯微球单层膜、金纳米微球单层膜其中的一种。

8、可选的，所述微球单层膜为聚苯乙烯微球单层膜，所述第一载片表面形成聚苯乙烯微球单层膜的步骤包括：

9、提供聚苯乙烯微球稀释液；

10、将所述聚苯乙烯微球稀释液均匀涂覆在所述第一载片其中一个表面，所述聚苯乙烯微球稀释液在马兰戈尼效应作用下向所述第一载片的四周扩散，所述聚苯乙烯微球稀释液中的聚苯乙烯微球在毛细管力作用下自组装成紧密排列的聚苯乙烯微球单层膜；

11、在所述第一载片具有乙烯微球单层膜的一面的边缘滴加sds溶液，从而获得致密的所述聚苯乙烯微球单层膜。

12、可选的，所述聚苯乙烯微球稀释液包括：聚苯乙烯微球分散液、乙醇和去离子水，所述聚苯乙烯微球分散液、乙醇和去离子水的体积比范围为1:1:1～1:3:3。

13、可选的，利用滴涂法将所述聚苯乙烯微球稀释液均匀涂覆在所述第一载片表面，其中，所述滴涂法采用注射器将所述聚苯乙烯微球稀释液分散于所述第一载片的其中一个表面。

14、可选的，所述微球单层膜中的微球粒径范围为300nm～1200nm。

15、可选的，刻蚀所述第一载片采用干法刻蚀设备。

16、可选的，采用反应离子刻蚀设备刻蚀表面具有所述微球单层膜的所述第一载片的刻蚀角度范围为85°～90°，刻蚀环境的压强范围为8*10-4pa～9*10-4pa，刻蚀功率源范围为100w～200w，刻蚀时间范围为5s～180s。

17、综上所述，本发明的优点及有益效果为：

18、本发明提供一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法。包括在所述第一载片表面形成微球单层膜，所述微球单层膜中的微球之间具有弧状三角形结构，以所述微球单层膜为掩膜刻蚀所述第一载片表面，最终获得具有弧状三角形纳米孔阵列的载片。

19、本发明通过在所述第一载片上直接形成一层具有周期性结构且排列致密的微球单层膜，所述微球单层膜中的微球之间的弧状三角形结构，作为后续刻蚀所述第一载片时的具有图形信息的掩膜版，将具有致密排列的所述微球单层膜的所述第一载片载片进行刻蚀，将所述微球单层膜的图形信息转移到所述第一载片，最终获得具有周期性弧状三角形纳米孔阵列的载片。

20、相较于传统的光刻技术，避免了光刻工艺中掩模版、光刻胶、显影液的使用，且执行和操作也非常简单，只需一步刻蚀即可获得周期性弧状三角形纳米孔阵列的载片，大幅度地降低弧状三角形纳米孔阵列制备的时间和成本，且在制备的过程中几乎对环境无影响。

技术特征：

1.一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述第一载片包括玻璃片或者硅片。

3.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述第一载片的尺寸为1cm*2cm以下。

4.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述微球单层膜为聚苯乙烯微球单层膜、聚甲基丙烯酸甲酯微球单层膜、金纳米微球单层膜其中的一种。

5.如权利要求4所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述微球单层膜为聚苯乙烯微球单层膜，所述第一载片表面形成聚苯乙烯微球单层膜的步骤包括：

6.如权利要求5所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球稀释液包括：聚苯乙烯微球分散液、乙醇和去离子水，所述聚苯乙烯微球分散液、乙醇和去离子水的体积范围为1:1:1～1:3:3。

7.如权利要求5所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，利用滴涂法将所述聚苯乙烯微球稀释液均匀涂覆在所述第一载片表面，其中，所述滴涂法采用注射器将所述聚苯乙烯微球稀释液分散于所述第一载片的其中一个表面。

8.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，所述微球单层膜中的微球粒径范围为300nm～1200nm。

9.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，刻蚀所述第一载片采用干法刻蚀设备。

10.如权利要求1所述的一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法，其特征在于，采用反应离子刻蚀设备刻蚀表面具有所述微球单层膜的所述第一载片的刻蚀角度范围为85°～90°，刻蚀环境的压强范围为8*10-4pa～9*10-4pa，刻蚀功率源范围为100w～200w，刻蚀时间范围为5s～180s。

技术总结
本发明涉及光电材料领域，特别涉及一种制备周期性弧状三角形纳米孔阵列的方法。包括在第一载片表面形成微球单层膜，微球单层膜中的微球之间的弧状三角形结构作为后续刻蚀第一载片时的具有图形信息的掩膜版，将第一载片进行刻蚀，将微球单层膜的图形信息转移到第一载片，最终获得具有周期性弧状三角形纳米孔阵列的载片。相较于传统的光刻技术，避免了光刻工艺中掩模版、光刻胶、显影液的使用，且执行和操作也非常简单，只需一步刻蚀即可获得周期性弧状三角形纳米孔阵列的载片，大幅度地降低弧状三角形纳米孔阵列制备的时间和成本，且在制备的过程中几乎对环境无影响。

技术研发人员：宋璐涛,张一超,张晓旭
受保护的技术使用者：杭州邦齐州科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8