[發明專利]金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列及其制備方法

有效

• 申請號: 201310742702.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103641064A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 董培濤;吳學忠;邸荻;陳劍;王浩旭;王朝光;王俊峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列，其特征在于：所述金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列包括一玻璃基底，所述玻璃基底表面由下至上依次設有二氧化硅薄膜空心納米結構陣列和一層以上的金屬薄膜納米結構陣列。

2.根據權利要求1所述的金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列，其特征在于：所述二氧化硅薄膜空心納米結構陣列的相鄰陣列單元之間間距為100nm～1000nm，二氧化硅薄膜的厚度為10nm～200nm；所述金屬薄膜納米結構陣列的相鄰陣列單元之間間距為100nm～1000nm，每層金屬薄膜的厚度為5nm～500nm。

3.根據權利要求1或2所述的金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列，其特征在于：所述金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列為二維周期性排列的六方陣列結構；所述金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列的陣列單元結構為金字塔結構、屋脊結構、八面體結構、帽結構、圓柱體結構或圓錐體結構。

4.一種如權利要求1～3任一項所述的金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備單層有序聚苯乙烯納米球致密排列：先配制聚苯乙烯納米球懸浮液體系，將所述聚苯乙烯納米球懸浮液體系旋涂于一硅片表面，在硅片表面形成單層有序聚苯乙烯納米球致密排列；

（2）制備單層有序聚苯乙烯納米顆粒非致密排列：采用等離子體刻蝕法將形成所述致密排列的聚苯乙烯納米球刻小，在硅片表面得到單層有序聚苯乙烯納米顆粒非致密排列；

（3）制備金屬納米孔陣列掩模：在覆有單層有序聚苯乙烯納米顆粒非致密排列的硅片上沉積金屬膜，金屬膜沉積厚度小于所述聚苯乙烯納米顆粒粒徑的1/2，然后用膠帶去除所述聚苯乙烯納米顆粒，在硅片表面得到金屬納米孔陣列掩模；

（4）制備納米結構陣列模版：以所述金屬納米孔陣列掩模作為刻蝕掩模，利用硅片的腐蝕特性對硅片進行腐蝕，然后去除所述金屬納米孔陣列掩模，得到納米結構陣列模版；

（5）制備二氧化硅薄膜空心納米結構陣列：將所述納米結構陣列模版的表面氧化形成一層二氧化硅薄膜層，然后將氧化后的納米結構陣列模版與玻璃陽極鍵合在一起，濕法腐蝕去除硅片基底，得到以玻璃為基底的二氧化硅薄膜空心納米結構陣列；

（6）制備金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列：在所述以玻璃為基底的二氧化硅薄膜空心納米結構陣列表面沉積一層以上的金屬薄膜，得到金屬-二氧化硅多層薄膜空心納米結構陣列。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，所述金屬膜所用金屬為金、銀、銅、鋁或鉻，所述金屬膜的沉積方法為真空蒸鍍法或磁控濺射法。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述硅片為（100）晶向、（110）晶向或（111）晶向的單晶硅片或多晶硅片；所述步驟（4）中的納米結構陣列模版為納米金字塔陣列模版、納米屋脊陣列模版、納米八面體陣列模版、納米帽陣列模版、納米圓柱體陣列模版或納米圓錐體陣列模版；

所述步驟（4）中，利用硅片的腐蝕特性對硅片進行腐蝕具體是指：所述納米金字塔陣列模版、納米屋脊陣列模版、納米八面體陣列模版是利用各向異性濕法腐蝕工藝分別對（100）晶向硅片、（110）晶向硅片、（111）晶向硅片進行腐蝕后制備得到；所述納米帽陣列模版是利用各向同性濕法腐蝕工藝對任意晶向硅片進行腐蝕后制備得到；所述納米圓柱體陣列模版或者納米圓錐體陣列模版是利用等離子體干法刻蝕工藝對任意晶向硅片進行刻蝕后制備得到。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述步驟（6）中，所述金屬薄膜所用金屬為金、銀、銅、鋁、鉻或其他過渡金屬，所述金屬薄膜的淀積方法為真空蒸鍍法或磁控濺射法。