[發明專利]硅納米柱狀陣列材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610604267.0
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN106277822B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李志剛;馮尚申;王天樂;南浩善
• 申請（專利權）人: 李志剛;臺州學院
• 主分類號: C03C17/22
• 分類號: C03C17/22;B81C1/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 臺州市南方商標專利事務所(普通合伙) 33225
• 代理人: 白家駒

1.硅納米柱狀陣列材料，其特征在于，包括襯底和硅納米柱狀陣列膜，所述硅柱狀陣列膜覆蓋于所述襯底上；

所述硅納米柱狀陣列膜包括多個硅納米柱，各所述硅納米柱緊密排列成蜂窩狀六角陣列；

各所述硅納米柱的直徑為50nm～500nm，硅納米柱的高度為10nm～150nm；

所述硅納米柱的光吸收峰位滿足以下關系式：

λ≈5d+18h

式中，λ為硅納米柱的光吸收峰位，d為硅納米柱的直徑，h為硅納米柱的高度；

且所述硅納米柱的光吸收峰位λ的范圍為200nm～2400nm。

2.如權利要求1所述的硅納米柱狀陣列材料，其特征在于，所述襯底為玻璃襯底或硅片襯底。

3.硅納米柱狀陣列材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)清洗襯底；

(2)在所述襯底上合成膠體晶體模板；

(3)通過磁控濺射，在帶有所述膠體晶體模板的所述襯底上合成硅納米柱狀陣列膜，并通過真空加溫去除所述膠體晶體模板；

所述步驟(2)中，采用氣-液界面合成法，使膠體球附于所述襯底表面，在所述襯底表面合成所述膠體晶體模板；

將膠體球溶液：無水乙醇＝1：1的體積比混合，將所述襯底至于培養皿中，在所述培養皿中加入去離子水，使水面略高于所述襯底邊緣，將所述膠體球溶液與無水乙醇的混合液滴到所述襯底表面，所述混合液在所述襯底邊緣與所述去離子水發生界面作用，在表面張力的作用下，使膠體球浮于液體表面，形成規則的納米結構膜；用所述襯底將所述納米結構膜撈起，從而在所述襯底上得到所述膠體晶體模板。

4.根據權利要求3所述的硅納米柱狀陣列材料的制備方法，其特征在于，所述膠體球是直徑為50nm～500nm的聚苯乙烯膠體球。

5.根據權利要求3所述的硅納米柱狀陣列材料的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)的工序如下：

(301)磁控濺射硅納米膜：將所述步驟(2)合成的帶有膠體晶體模板的襯底置于高真空磁控濺射鍍膜機中，將高純硅靶材放置于磁控濺射靶位，抽真空，進行濺射鍍膜，從而在帶有膠體晶體模板的襯底上合成所述硅納米柱狀陣列膜；

(302)去除膠體晶體模板：將所述工序(301)中合成的所述硅納米柱狀陣列膜在真空中加溫到400度，熱處理30分鐘，將所述膠體球燒掉，得到去除所述膠體晶體模板后的硅納米柱狀陣列膜。

6.根據權利要求5所述的硅納米柱狀陣列材料的制備方法，其特征在于，

所述濺射鍍膜的濺射功率為60±5瓦，預濺射時間為1000±50秒，濺射時間為1500～9000秒；

所述硅靶材中硅的純度為99.99％。