[發(fā)明專利]制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110259032.3
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113044851B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周天豐;賀裕鵬;許汝真;劉朋;趙斌;梁志強(qiáng);劉志兵;解麗靜;王西彬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 張德才

1.一種制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、微溝槽模板制造，在工件表面加工出微溝槽陣列，所述微溝槽的兩個側(cè)面分別為第一刻蝕面和第二刻蝕面；所述微溝槽陣列中微溝槽周期d＝1～100μm，所述微溝槽陣列的平行度在1％以內(nèi)，所述微溝槽陣列中微溝槽的表面粗糙度10nm；

步驟二、微溝槽模板引導(dǎo)SiO₂納米球自組裝，首先配置SiO₂納米球分散液，然后將配置完成的SiO₂納米球分散液滴入蒸餾水中，使SiO₂納米球在氣液界面形成自組裝單層膜；將微溝槽模板上的微溝槽浸沒于蒸餾水中，待SiO₂納米球顆粒緊密均勻連接在氣液界面后，將SiO₂納米球分散液中的酒精汲取干，SiO₂納米球在微溝槽的導(dǎo)向作用下均勻緊密地自發(fā)地在微溝槽表面排布一層；

步驟三、將自組裝有SiO₂納米球的微溝槽模板取出烘干；

步驟四、第一角度刻蝕，以自組裝的SiO₂納米球?yàn)檠诒文ぃ云叫杏谖喜勰０宓诙涛g面的方向選擇性地將第一刻蝕面未被SiO₂納米球掩蔽的空隙工件區(qū)域去除，SiO₂納米球所占據(jù)的圓形區(qū)域由于被掩蔽而不被刻蝕，形成圓柱形納米柱，所述圓柱形納米柱與自組裝SiO₂納米球有著相同直徑；

步驟五、第二角度刻蝕，以自組裝的SiO₂納米球?yàn)檠诒文ぃ云叫杏谖喜勰０宓谝豢涛g面的方向選擇性地將第二刻蝕面未被SiO₂納米球掩蔽的空隙工件區(qū)域去除，SiO₂納米球所占據(jù)的圓形區(qū)域由于被掩蔽而不被刻蝕，形成圓柱形納米柱，所述圓柱形納米柱與自組裝SiO₂納米球有著相同直徑；

步驟六、去除自組裝在微溝槽表面的SiO₂納米球，最終在微溝槽表面制備多角度排列的納米柱結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟一中，利用金剛石刀具超精密切削技術(shù)在工件表面加工微溝槽陣列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟一中，工件的材質(zhì)為銅、鋁、樹脂或磷化鎳。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟二中，將SiO₂納米球均勻分散在酒精溶液中，配置成SiO₂納米球分散液。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述SiO₂納米球的直徑為50～500nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述酒精溶液中，酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)99％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟二中，通過抽干器材將SiO₂納米球分散液中的酒精汲取干，所述抽干器材采用注射器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟四和所述步驟五中，通過控制刻蝕工藝工程的刻蝕速率或者刻蝕時間，控制空隙的刻蝕深度以控制最終形成的納米柱的高度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備具有均勻分布多角度納米柱的微納兩級結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于：所述步驟六中，通過超聲清洗去除自組裝在微溝槽表面的SiO₂納米球。