[发明专利]三维纳米结构阵列的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维纳米结构阵列的制备方法。

背景技术

纳米材料自问世以来，受到科学界追捧，成为材料科学现今最为活跃的研究领域。纳米材料根据不同尺和性质，在电子行业、生物医药、环保、光学等领域都有着开发的巨大潜能。在将纳米材料应用到各行各业的同时，对纳米材料本身的制备方法和性质的研究也是目前国际上非常重视和争相探索的方向。

纳米材料按维度分类，大致可分为四类：零维、一维、二维和三维纳米材料。如果一个纳米材料的尺度在X、Y和Z三维空间受限，则称为零维，如纳米粒子；如果材料只在两个空间方向上受限，则称为一维，如纳米线和纳米管；如果是在一个空间方向上受限，则称为二维纳米材料，如石墨烯；如果在X、Y和Z三个方向上都不受限，但材料的组成部分是纳米孔、纳米粒子或纳米线，就被称为三维纳米结构材料。

纳米材料作为新兴的材料，目前最大的问题是如何制备批量、均匀、纯净的这种微型物质，从而进一步研究这类材料的实际性能及其机理。从目前的研究情况来看，在诸多纳米材料中，一维的碳纳米管和二维的石墨烯材料的研究热度最高，而三维纳米结构的报道比较少，通常为纳米球、纳米柱等结构简单的三维纳米结构。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构复杂、高均匀度的三维纳米结构阵列的制备方法。

一种三维纳米结构阵列的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底的表面形成一掩模层；纳米压印所述掩模层，使所述掩模层表面形成并排延伸的多个条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成沟槽；刻蚀所述掩模层，使对应掩模层沟槽位置的衬底表面部分暴露；刻蚀所述衬底，使所述掩模层的所述多个条形凸起结构中相邻条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；以及去除所述掩模层，形成三维纳米结构阵列。

一种三维纳米结构阵列的制备方法，包括以下步骤：提供一衬底；在所述衬底的表面形成一掩模层，所述掩模层包括并排延伸的多个条形凸起结构，相邻的条形凸起结构之间形成凹槽；刻蚀所述衬底，使所述掩模层的所述多个条形凸起结构中相邻条形凸起结构依次两两闭合，形成多个三维纳米结构预制体；以及去除所述掩模，形成M形三维纳米结构阵列。

与现有技术相比较，本发明通过纳米压印与反应性刻蚀气氛刻蚀相结合的方法制备多个三维纳米结构形成大面积的三维纳米结构阵列，且形成的三维纳米结构分布均匀，该方法工艺简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的三维纳米结构阵列的结构示意图。

图2为图1所示的三维纳米结构阵列沿II-II线的剖视图。

图3为图1所示的三维纳米结构阵列的扫描电镜照片。

图4为本发明第一实施例提供的三维纳米结构阵列的制备方法的工艺流流程图。

图5为图4所示的制备方法中形成的三维纳米结构预制体的结构示意图。

图6为本发明第二实施例提供的三维纳米结构阵列的结构示意图。

图7为图6所示的三维纳米结构阵列沿VII-VII线的剖视图。

图8为本发明第三实施例提供的三维纳米结构阵列的结构示意图。

图9为图8所示的三维纳米结构阵列沿IX-IX线的剖视图。

主要元件符号说明