[發明專利]三維納米結構陣列的制備方法

無效

• 申請號: 201010184792.4
• 申請日: 2010-05-27
• 公開（公告）號: CN102259832A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 朱振東;李群慶;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種納米材料的制備方法，尤其涉及一種三維納米結構陣列的制備方法。

背景技術

納米材料自問世以來，受到科學界追捧，成為材料科學現今最為活躍的研究領域。納米材料根據不同尺和性質，在電子行業、生物醫藥、環保、光學等領域都有著開發的巨大潛能。在將納米材料應用到各行各業的同時，對納米材料本身的制備方法和性質的研究也是目前國際上非常重視和爭相探索的方向。

納米材料按維度分類，大致可分為四類：零維、一維、二維和三維納米材料。如果一個納米材料的尺度在X、Y和Z三維空間受限，則稱為零維，如納米粒子；如果材料只在兩個空間方向上受限，則稱為一維，如納米線和納米管；如果是在一個空間方向上受限，則稱為二維納米材料，如石墨烯；如果在X、Y和Z三個方向上都不受限，但材料的組成部分是納米孔、納米粒子或納米線，就被稱為三維納米結構材料。

納米材料作為新興的材料，目前最大的問題是如何制備批量、均勻、純凈的這種微型物質，從而進一步研究這類材料的實際性能及其機理。從目前的研究情況來看，在諸多納米材料中，一維的碳納米管和二維的石墨烯材料的研究熱度最高，而三維納米結構的報道比較少，通常為納米球、納米柱等結構簡單的三維納米結構。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種結構復雜的三維納米結構陣列的制備方法。

一種三維納米結構陣列的制備方法，其包括以下步驟：提供一基底；在該基底一表面形成掩膜層；采用反應性刻蝕氣氛對基底進行刻蝕同時對所述掩膜層進行裁剪，形成階梯狀結構的三維納米結構陣列；以及去除掩膜層。

一種三維納米結構陣列的制備方法，其包括以下步驟：提供一基底；對該基底進行親水處理；在基底表面形成單層納米微球作為掩膜層；采用反應性刻蝕氣氛對基底進行刻蝕同時對所述掩膜層進行裁剪，形成階梯狀結構的三維納米結構陣列；以及去除掩膜層。

與現有技術相比較，本發明通過掩膜層和反應性刻蝕氣氛刻蝕相結合的方法可以制備階梯狀結構的三維納米結構陣列，且該方法工藝簡單，成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例提供的三維納米結構陣列的結構示意圖。

圖2為圖1的三維納米結構陣列沿II-II線的剖視圖。

圖3為本發明第一實施例提供的包括多個圖案的三維納米結構陣列的結構示意圖。

圖4為本發明第一實施例提供的三維納米結構陣列的制備方法的工藝流流程圖。

圖5為在基底表面六角形密堆排布之單層納米微球的掃描電鏡照片。

圖6為在基底表面等間距行列式排布之單層納米微球的掃描電鏡照片。

圖7為本發明第一實施例制備的三維納米結構陣列的掃描電鏡照片。

圖8為本發明第二實施例提供的三維納米結構陣列的結構示意圖。

圖9為本發明第三實施例提供的三維納米結構陣列的結構示意圖。

圖10為本發明第四實施例提供的三維納米結構陣列的結構示意圖。

主要元件符號說明

三維納米結構陣列????10，20，30，40

基底????????????????100，200，300，400

三維納米結構????????102，202，302，402

第一圓臺????????????104，204，304

第二圓臺????????????106，206，306

掩膜層??????????????108

反應性刻蝕氣氛??????110

第三圓臺????????????308

第一圓臺狀空間????404

第二圓臺狀空間????406

具體實施方式

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例的三維納米結構陣列及其制備方法。

請參閱圖1和圖2，本發明第一實施例提供的三維納米結構陣列10包括一基底100以及多個設置于該基底100至少一表面的三維納米結構102。所述三維納米結構102為一階梯狀結構。

所述基底100可以為硅基基底或半導體基底。具體地，所述基底100的材料可以為硅、二氧化硅、氮化硅、石英、玻璃、氮化鎵、砷化鎵、藍寶石、氧化鋁或氧化鎂等。優選地，所述基底100為一半導體層。所述基底100的大小、厚度和形狀不限，可以根據實際需要選擇。本實施例中，所述基底100為一表面形成有一氮化鎵半導體層的藍寶石基底，且該基底100被切成一邊長為2厘米的方形。