[發明專利]一種在硅片表面制備銀納米晶體的方法

無效

• 申請號: 201110390457.4
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102425007A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 陶斯祿;蔣一嵐;周春
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C30B29/02
• 分類號: C30B29/02;C30B29/64;C30B7/14;B82Y40/00
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

本發明涉及一種銀納米晶體，具體地說，是涉及一種在硅片表面制備銀納米晶體的方法。

背景技術

隨著納米技術的快速發展，其應用領域也日趨寬廣，目前主要涉及的有：化學催化、光電子、微電子學、光電子學、信息存儲、攝影術、成像、傳感、生物標記等領域。其中，銀納米顆粒又顯得尤其重要，因為它比金更加便宜，能降低成本，而性能卻有比銅更加穩定。并且，銀納米顆粒在傳感器和表面增強拉曼散射效應技術中的地位也日趨重要。

目前，銀納米晶體的合成方法很多，形貌也多種多樣。雖然應用銀鏡反應來制備銀晶體的技術已經很成熟了，但是目前還沒人證明這種方法制備出來的銀納米晶體的形貌可控。另外，雖然銀的八面體晶體結構目前也有所報道，但是其制備方法都是通過復雜的Polyol?process?、seed-mediated?growth?或者?light-mediated?growth?過程來實現，不僅操作十分復雜，而且所需設備的要求也很高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在硅片表面制備銀納米晶體的方法，解決現有技術中存在的銀納米晶體制備過程復雜、設備需求要求高等問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種在硅片表面制備銀納米晶體的方法，包括以下步驟：

（1）在硅片表面制備含有醛基的物質的種子層；

（2）利用硅片表面的種子層進行銀鏡反應；

（3）將銀鏡反應后的硅片沖洗之后自然晾干，得到銀納米晶體。

具體地說，所述步驟（1）的具體方法包括：（1a）先對硅片表面進行清洗，再進行干燥；（1b）將干燥后的硅片置于培養皿中，利用葡萄糖乙醇溶液制作種子層。?

進一步地，所述步驟a中對硅片表面進行清洗的具體方法為：先用有洗滌劑的無塵布搓洗硅片表面，然后將硅片放入氫氟酸溶液中浸泡，再用洗滌劑進行超聲震蕩清洗，然后用去離子水進行超聲震蕩清洗，然后用丙酮進行超聲震蕩清洗，最后用乙醇進行超聲震蕩清洗。

并且，所述步驟a中將硅片放入氫氟酸溶液中浸泡具體是指將硅片放入濃度為4%的氫氟酸溶液中浸泡5min；而先用洗滌劑進行超聲震蕩清洗、然后用去離子水進行超聲震蕩清洗、然后用丙酮進行超聲震蕩清洗、最后用乙醇進行超聲震蕩清洗的時間分別為15分鐘。

同時，所述步驟a中干燥的設備為電熱恒溫鼓風干燥箱。

而所述步驟b中利用葡萄糖乙醇溶液制作種子層的方法則為以下兩種之一：

第一種：將葡萄糖乙醇溶液滴在硅片表面，并使其完全浸潤硅片表面，之后讓其自然晾干，或者重復一次上述過程；

第二種：將葡萄糖乙醇溶液滴在硅片表面，幾秒鐘之后用無水乙醇沖洗再用電吹風吹干，之后重復上述過程至少一次。

再進一步地，所述步驟（2）中利用硅片表面的種子層進行銀鏡反應的具體方法如下：（2a）配置銀氨溶液；（2b）將制作好的含有種子層的硅片放入已配置好的銀氨溶液中，并于0-50℃水浴加熱5-90分鐘。

其中，所述步驟（2a）的具體方法如下：取質量分數為2%的硝酸銀溶液于潔凈的燒杯中，加入質量分數為2%的氫氧化鈉溶液，然后逐滴加入體積分數為2%的氨水，直到沉淀消失、溶液澄清為止。

更進一步地，所述步驟（3）對銀鏡反應后的硅片進行沖洗的洗滌液為去離子水。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明原理簡單，對設備要求低，操作方便，成本低；

（2）本發明通過種子層的制作與經典的銀鏡反應相配合，在不同溫度（銀鏡反應的溫度）和不同反應時間以及不同的葡萄糖種子層溶液的濃度的條件下，成功體現了銀納米晶體的形貌可控，并獲得了片狀、顆粒和八面體的銀納米晶體；而且操作十分簡單便捷，不需要高溫和復雜的設備，彌補了目前無人證明可以通過銀鏡反應實現銀納米晶體的形貌可控的漏洞；

（3）本發明通過無塵布有效地去除了硅片表面沾有的微粒和有機殘渣，為下一步清洗提供了基礎；而采用氫氟酸溶液進行浸泡則去除了硅片表面的氧化物；

（4）本發明通過進行多次超聲震蕩清洗，利用超聲波在清洗液中疏密相間的向前輻射，使液體流動而產生數以萬計的微小氣泡，而存在于液體中的微小氣泡（空化核）則在聲場的作用下振動，當聲壓達到一定值時，氣泡迅速增長，然后突然閉合，并在氣泡閉合時產生沖擊波，在其周圍產生上千個大氣壓力，破壞不溶性污物，使它們分散于清洗液中，當團體粒子被油污裹著而粘附在硅片表面時，油被乳化，固體粒子即脫離，從而達到了硅片表面徹底凈化的目的；