[發明專利]碗狀金屬納米結構的制備方法

有效

• 申請號: 201410031509.2
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104803342A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 朱振東;李群慶;白本鋒;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: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G02B5/18;B82Y40/00;B82Y20/00
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技術領域

本發明涉及一種碗狀金屬納米結構的制備方法。

背景技術

金、銀等金屬光柵在很多領域具有重要的應用，比如納米光學、生化傳感器、超高分辨成像的精密光學儀器、表面等離子學和表面等離子激元光刻等。

現有金屬光柵多是通過剝離（Lift-off）工藝或電化學或干法刻蝕等方法制備的，然而，這些方法或因為引入化學試劑導致金屬光柵的結構及性質不理想，或很難實現特定形貌及非常小的納米結構，或容易引起金、銀等金屬發生物理性質不穩定。因此，利用上述方法制備具有一定微結構的金、銀等金屬光柵具有很大的挑戰性。

碗狀金屬納米結構是一種特殊形貌的金屬納米結構，該金屬納米結構具有廣闊的應用領域，如基于表面等離子激元的單分子檢測、生化傳感器、折射率傳感器、亞波長光束整形及納米聚焦(nanofocusing)等。然而，現有的碗狀金屬納米結構的制備方法復雜，工藝步驟較多，無法實現工業化生產。另外，目前尚未有報道能夠制備一體成型的球-碗（particle-in-bowl）結構。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種碗狀金屬納米結構的制備方法，利用該方法可制備出一體成型的凸塊結構，且該方法簡單易操作。

一種碗狀金屬納米結構的制備方法，其包括以下步驟：

提供一基底；

在所述基底的表面設置一金屬層；

在所述金屬層遠離基底的表面設置一圖形化的掩模層，該圖形化的掩模層包括多個間隔設置的凸塊，相鄰的凸塊之間的金屬層被暴露；

對上述結構進行退火處理，使每個凸塊的頂面形成多個裂紋；以及

采用物理性刻蝕氣體和反應性刻蝕氣體同時刻蝕，對應在每個凸塊的位置形成一碗狀金屬納米結構。

與現有技術相比，本發明所提供的碗狀金屬納米結構的制備方法簡單，易于實現工業化生產，且利用該方法可制備一體成型的凸塊結構，該凸塊結構由同種金屬材料組成。

附圖說明

圖1為本發明提供的制備碗狀金屬納米結構的工藝流程圖。

圖2為圖1中裂紋形成時的立體結構示意圖。

圖3為圖1中刻蝕過程的工藝流程圖。

圖4為本發明提供的碗狀金屬納米結構的立體結構示意圖。

圖5為圖4的剖面結構示意圖。

圖6為本發明提供的碗狀金屬納米結構的掃描電鏡照片。

圖7為本發明提供的另一碗狀金屬納米結構的立體結構示意圖。

圖8為圖7的剖面結構示意圖。

圖9為本發明提供的應用一碗狀金屬納米結構的檢測系統的結構示意圖。

主要元件符號說明