[發明專利]一種基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法及裝置

有效

• 申請號: 202010192100.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111348619B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳云;陳燕輝;丁樹權;施達創;陳新;高健;劉強
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 朱培祺;資凱亮

1.一種基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)，在清洗好的硅片的上表面旋涂一層十六烷基三甲基氯化銨層；

步驟(2)，在完成步驟(1)的硅片的上表面自組裝一層金納米顆粒，在硅片的上形成無序金納米顆粒陣列；

步驟(3)，通過多光束振鏡分散出陣列激光束，所述陣列激光束將步驟(2)的無序金納米顆粒陣列中的金納米顆粒分散開來；

步驟(4)，通過單束激光束對各個金納米顆粒進行光學操縱以使各個金納米顆粒移動至對應的目標位置上，并利用金納米顆粒的光散射特性，定位跟蹤進行光學操縱中的金納米顆粒，在硅片上形成符合設計目標的有序金納米顆粒陣列；

步驟(5)：將完成步驟(4)的硅片浸泡在去離子水中，去除十六烷基三甲基氯化銨層，得到直接組裝在硅片上的定制化的有序金納米顆粒陣列；

步驟(6)：對完成步驟(5)的硅片進行刻蝕，在硅片上形成硅納米孔陣列。

2.根據權利要求1所述的基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于，所述步驟(1)具體包括：

步驟(1.1)，分別用無水乙醇和去離子水對所述硅片進行超聲波清洗3-5min，然后用氮氣吹干所述硅片；

步驟(1.2)，用移液槍取0.01ml的濃度為0.5mol/L的十六烷基三甲基氯化銨溶液滴于所述硅片的上表面，然后用勻膠機進行旋涂，從而在硅片的上表面形成十六烷基三甲基氯化銨層，勻膠機的旋涂速度為：500-3000rpm，旋涂時間為3-5min。

3.根據權利要求1所述的基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括：

步驟(2.1)，用移液槍取0.005ml的濃度為0.3mol/L的金納米顆粒溶液，并用勻膠機旋涂在完成步驟(1)的硅片上，勻膠機以300-500rpm的速度旋涂旋轉9s；

步驟(2.2)，勻膠機以3000-5000rpm的速度旋涂30s，在硅片的上形成無序金納米顆粒陣列。

4.根據權利要求1所述的基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于：所述步驟(4)的單束激光束的波長為532nm，所述單束激光束的功率為0.1–3mW/μm²。

5.根據權利要求1所述的基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于：所述步驟(6)中刻蝕用到的刻蝕液為氫氟酸和雙氧水的混合溶液，其配比為氫氟酸：雙氧水＝x:y，5ml≤x≤10ml，1ml≤y≤5ml。

6.根據權利要求1所述的基于光學操控的納米孔陣列的可控加工方法，其特征在于：所述步驟(6)中的刻蝕具體為用滴管向完成步驟(5)的硅片滴刻蝕液至硅片的上表面鋪滿刻蝕液，在室溫條件下，刻蝕5-10min；

然后用去離子水沖洗硅片3-5次，并用氮氣吹干硅片，在硅片上形成硅納米孔陣列。