[发明专利]一种利用催化剂定域技术合成图案化单晶氧化钨纳米线阵列的新方法

权利要求书

1.一种利用催化剂定域技术合成图案化单晶氧化钨纳米线阵列的新方 法，其特征在于，以钨薄膜作为源材料，以金属纳米粒子薄膜作为催化剂， 包括以下步骤：

(a)催化剂薄膜定域合成：首先形成图案化的钨薄膜，再利用薄膜沉 积技术在原来图案化的钨薄膜上镀一层图案化的催化剂粒子薄膜；

(b)化学气相沉积：在氢气的气氛下，先在400-600℃下将覆盖有图 案化催化剂薄膜的钨膜保温0.5-1h，然后再在保护性气体的气氛下将其加 热到400-800℃，保温生长1-8h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述图案化的钨薄膜是 是通过将可形成规则图案的陶瓷模板和衬底材料固定在一起，然后将其放 入真空镀膜设备中形成的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述陶瓷模板上具有用 激光技术加工形成供粒子贯穿的规则图案。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述图案化的钨薄膜是 由通过微加工工艺的曝光技术在衬底上形成规则图案，然后放入真空镀膜 设备中形成的。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述微加工工艺中的曝 光技术包括紫外曝光技术或电子束曝光技术。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述真空镀膜设备包含 有磁控溅射技术、热蒸发技术、电子束蒸发技术或真空弧蒸发技术。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其中薄膜沉积技术包括 磁控溅射技术、热蒸发技术、真空弧沉积技术或电子束蒸发技术。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述衬底材料包括Si 片、ITO玻璃、金属衬底或高熔点有机物衬底。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述催化剂粒子包括磁 性纳米粒子或贵金属纳米粒子，磁性纳米粒子优选Ni或Fe，贵金属纳米 粒子优选Au、Ag或Pd。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的保护性气体为 氮气、氩气或其混合气体。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述图案化钨薄膜的 厚度在0.1μm-5μm。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述H₂的流量为100-500 sccm，H₂保温时的气压为50-500Pa。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其中化学气相沉积中 的升温速度为5-100℃/min。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述保护性气体的气 流量为100-500sccm，反应气压在100Pa-1.0x10⁵Pa。

15.根据权利要求1所述的方法制备的大面积均匀的图案化氧化钨纳 米线阵列薄膜。