[发明专利]二维双周期有序结构阵列及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有序结构阵列及制备方法，尤其是一种二维双周期有序结构阵列及其制备方法。

背景技术

宏观尺度的纳米结构阵列，不仅具有阵列组成单元纳米材料本身固有的性质，而且由于单元之间的耦合效应，还会产生一些孤立单元所不具有的新的性能。如通过对表面增强拉曼散射(SERS)活性衬底的研究，人们发现纳米结构单元之间的耦合效应对SERS增强的贡献远大于单元个体贡献的几何叠加。另外，由于宏观尺度体系包含大量的组成单元，这样将极大地增强体系所释放的信号，有利于实验过程中信号的采集及其应用，这也为体系的器件化提供了有力的保障。双周期有序结构阵列是阵列体系家族中新的成员，其阵列的组成单元包含两种具有不同结构形态或尺寸的子单元。目前，人们为了获得这种双周期有序结构阵列，作了一些尝试和努力，如在2008年7月2日公开的中国发明专利申请公布说明书CN 101209813A中披露的“一种银树枝状结构周期排列的化学制备方法”。它意欲提供一种具有周期排列的银树枝状结构阵列的化学制备方法。该方法以亚微米聚苯乙烯胶体晶体为初级模板，周期排列的氧化锌反蛋白石结构为二级模板，采用化学电沉积法制得银树枝状结构阵列。但是，这种制备方法存在着不足之处，首先，针对性太强，只能制得位于周期排列的氧化锌反蛋白石结构模板中的银树枝状结构阵列，而不能获得由其它形态和材质构成的双周期有序结构阵列；其次，制备方法较繁杂，耗时长，且不论初级模板单元的尺寸，还是银树枝的尺寸均较难以控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种具有分级结构的二维双周期有序结构阵列。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种二维双周期有序结构阵列的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：二维双周期有序结构阵列包括导电衬底，特别是，

所述导电衬底上置有有序多孔薄膜，所述有序多孔薄膜由微颗粒孔状和纳米孔状的金属构成；

所述纳米孔位于所述微颗粒孔中，且呈堆积状，或者所述纳米孔为单层，且位于所述微颗粒孔之底表面或之外表面或覆盖于微颗粒孔之内外表面；

所述微颗粒孔的孔直径为1800～2200nm，所述纳米孔的孔直径为180～220nm。

作为二维双周期有序结构阵列的进一步改进，所述的金属为金属金或金属银或金属铂；所述的呈堆积状的纳米孔的层数为两层或两层以上。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：二维双周期有序结构阵列的制备方法包括将由球直径为180～220nm和1800～2200nm的聚苯乙烯胶体球构成的单层胶体晶体模板置于导电衬底上，以及电解液的配制，特别是完成步骤如下，

先将其上置有球直径为1800～2200nm的单层胶体晶体模板的导电衬底置于温度为80～120℃下加热14～18min，再将浓度为0.2～1.0M的硝酸铝溶液滴加于其上，并将其置于转速为100～300r/min下旋转25～35min，接着，先将其置于110～130℃下加热0.8～1.2h后，浸入二氯甲烷溶剂中去除聚苯乙烯胶体球，再将其置于140～160℃下加热7～9h，得到附于导电衬底上的三氧化二铝有序孔阵列，之后，先通过旋涂法将直径为180～220nm的聚苯乙烯胶体球自组装到三氧化二铝有序孔阵列的孔中，获得复合体阵列，再将其上附有复合体阵列的导电衬底置于电解液中，以其作为工作电极，于沉积电流密度为0.8～1.2mA/cm²下电沉积28～32min，然后，先将其置于二氯甲烷溶剂中去除聚苯乙烯胶体球，再将其置于强碱溶液中溶解除去三氧化二铝，制得呈堆积状的纳米孔位于微颗粒孔中的分级结构的二维双周期有序结构阵列；

或者，