[发明专利]一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米结构制备技术领域，特别涉及一种在特定位点——掩膜的边缘处构筑聚电解质层，并且利用这些聚电解质的吸附特性进行纳米粒子组装的方法，即在特定位点——掩膜的边缘处实现表面诱导自组装的方法。

背景技术

纳米技术是指在纳米尺度上制造新材料、研究新工艺、生产新器件的方法和手段。纳米技术作为一门新兴的交叉学科，将为21世纪的信息科学、生命科学、分子生物学、生态科学和材料科学的发展提供一个全新的技术界面。

自组装是一种通过基本结构单元(分子、纳米材料等)自发形成有序结构的一种技术。自组装技术被广泛地应用于纳米材料的制备和纳米器件的构筑，是纳米科学领域的一种重要方法。其中，聚电解质静电交替沉积技术的发展格外引人注目。这种技术已经被用来制备具有发光、防腐、疏水、传感等多种功能的纳米结构超薄膜。通过与模板技术(压印、光刻等)结合，可以制备聚电解质组装膜的周期结构。但是，技术的发展日益需要改进的制备方法，对小型化和微型化的要求需要精确到亚微米和纳米，精确定位(特定的位点)的组装方法亟需发展。

与本发明相近的技术是2003年8月6日公开的中国专利“自组装结构”，公开号CN1434765。它公开了用一种在分离的岛上的自组装结构。这些结构可用作集成产品器件。生产这些产品的方法包括定义器件边界的定位步骤和在定义的边界内的自组装步骤。本发明不同之处在于：不是在定义的边界“内”组装，而是直接在特殊方法构筑的“边缘”上进行组装。边界“内”定义的是一个二维平面，而本发明构筑的“边缘”则是一维线状结构。不同于以往专利，本发明提出了一种新型的基于边缘的组装技术，解决在边缘或边界处组装的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在掩膜边缘处进行纳米粒子组装的方法，从而解决纳米粒子定位地沉积在结构边缘处的问题。

(a)在基片上固定用于构筑微米或纳米结构的模板；

(b)在模板上进行聚电解质层的沉积，聚电解质为PDDA[poly(diallydimethylammonium chloride)，中文名称：聚二烯丙基二甲基铵氯]，厚度为0.5～1.5纳米；

(c)在聚电解质层的表面固定掩膜，掩膜纳米粒子的粒径为10～100纳米，掩膜厚度与掩膜纳米粒子粒径相当；

(d)除去由步骤(a)中引入的模板，在基片表面，原来有模板的区域裸露出来，原来没有模板的区域则保留聚电解质和掩膜纳米粒子的双层结构，同时在掩膜边缘处露出聚电解质层，从而得到双层结构与裸露基片表面交替排列的周期性结构；

(e)通过静电相互作用在掩膜边缘处露出的聚电解质层上组装与掩膜纳米粒子不同种类的纳米粒子，从而在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装。