[發明專利]形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法及其產物的用途

無效

• 申請號: 201210468025.5
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103820826A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 李中波;孟國文;趙志飛;梁婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C25D3/46
• 分類號: C25D3/46;C23C14/24;C23C14/04;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/65
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生;王挺

技術領域

本發明涉及一種結構陣列的制備方法及其產物的用途，尤其是一種形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法及其產物的用途。

背景技術

銀納米材料具有獨特的光學性質和優良的導電性能，可廣泛地用于生物檢測、基于表面增強拉曼散射（SERS）效應的環境檢測和納米電子器件等領域。在SERS應用以及納米電子器件領域，如何構筑大規模有序排列的納米結構陣列是關鍵問題之一。目前，人們為了獲得大規模有序排列的納米結構陣列做出了不懈的努力，如在2012年5月23日公布的本申請人的一份中國發明專利申請文件CN?102464295?A中披露的一種“以銀納米片為基元的空心球微/納結構陣列及其制備方法”。該申請文件中提及的微/納結構陣列由襯底上置有的空心金球陣列組成，其中，構成空心金球陣列的空心金球的直徑為微米級，球殼上交叉站立有的扇形銀片的尺寸均為納米級；制備方法為先將球直徑為微米級的聚苯乙烯膠體球附于襯底表面形成單層膠體晶體模板，并于其表面蒸鍍金膜，再將表面蒸鍍有金膜的單層膠體晶體模板置于銀電解液中進行電沉積后，經清洗干燥得到中間產物，將中間產物置于二氯甲烷溶液中溶去聚苯乙烯膠體球，制得產物。但是，無論是以銀納米片為基元的空心球微/納結構陣列，還是其制備方法，都存在著缺憾之處，首先，產物僅為單一形貌的微-納結構陣列，制約了其使用場合和應用領域；其次，制備方法除需使用外加電源進行電沉積之外，還須使用二氯甲烷溶液溶去聚苯乙烯膠體球，不僅增加了制備的復雜性和成本，也易對環境造成污染。

發明內容

本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的缺憾之處，提供一種制備工藝簡捷、綠色環保的形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法。

本發明要解決的另一個技術問題為提供一種上述形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法制備的形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的用途。

為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為：形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法包括于導電基底上蒸金，特別是完成步驟如下：

步驟1，先將惰性導電基底置于真空蒸鍍儀中，于電流密度為8～12mA/cm²下蒸金至少20s，得到其上覆有金膜的惰性導電基底，再于覆有金膜的惰性導電基底上涂敷至少1μm厚的正性光刻膠(BP212-37)后，將其于90～100℃下干燥15～20min，得到其上依次覆有正性光刻膠和金膜的惰性導電基底；

步驟2，先將具有有序陣列透光圖案的光刻板覆蓋于其上依次覆有正性光刻膠和金膜的惰性導電基底上后，將其置于紫外光下曝光至少36s，再將曝光后的其上依次覆有正性光刻膠和金膜的惰性導電基底置于顯影液中漂洗至少1min后，對其進行干燥處理，得到其上依次覆有帶有有序陣列透光圖案的正性光刻膠和金膜的惰性導電基底；

步驟3，先將濃度為3～5g/L的硝酸銀水溶液和濃度為30～34g/L的檸檬酸水溶液按照體積比為0.9～1.1：0.9～1.1的比例相混合，得到銀電解液，再將其上依次覆有帶有有序陣列透光圖案的正性光刻膠和金膜的惰性導電基底作為正極、銅片作為負極，正負極之間導線相連接后一起置于銀電解液中靜置40～80min，制得形貌可控的銀納米片組裝結構陣列；

其中，構成結構陣列的單元形貌和排列方式為有序陣列透光圖案中的單元圖形及其排列方式，所述單元由兩片以上平行排列的銀納米片成束交叉組成，所述銀納米片的片厚為15～20nm、片長為0.5～4μm、片間距≤10nm。

作為形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法的進一步改進，所述的涂敷為旋涂，旋涂時的轉速為4000r/min、時間為20s；所述的有序陣列透光圖案為正方形孔有序陣列，或圓形孔有序陣列，或條形帶有序陣列；所述的正方形孔有序陣列中的正方形孔的邊長為2μm、正方形孔的間距為2μm；所述的圓形孔有序陣列中的圓形孔的直徑為10μm、圓形孔的間距為30μm；所述的條形帶有序陣列中的條形帶的寬度為2μm；所述的將曝光后的其上依次覆有正性光刻膠和金膜的惰性導電基底置于顯影液中漂洗后的干燥處理為，將其置于120℃下烘干20min；所述的將其上依次覆有帶有有序陣列透光圖案的正性光刻膠和金膜的惰性導電基底置于銀電解液中靜置后，對其先使用去離子水清洗2～5次，再用純氬氣吹干。

為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為：上述形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的制備方法制備的形貌可控的銀納米片組裝結構陣列的用途為：