[发明专利]一种在硅片表面制备银纳米晶体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种银纳米晶体，具体地说，是涉及一种在硅片表面制备银纳米晶体的方法。

背景技术

随着纳米技术的快速发展，其应用领域也日趋宽广，目前主要涉及的有：化学催化、光电子、微电子学、光电子学、信息存储、摄影术、成像、传感、生物标记等领域。其中，银纳米颗粒又显得尤其重要，因为它比金更加便宜，能降低成本，而性能却有比铜更加稳定。并且，银纳米颗粒在传感器和表面增强拉曼散射效应技术中的地位也日趋重要。

目前，银纳米晶体的合成方法很多，形貌也多种多样。虽然应用银镜反应来制备银晶体的技术已经很成熟了，但是目前还没人证明这种方法制备出来的银纳米晶体的形貌可控。另外，虽然银的八面体晶体结构目前也有所报道，但是其制备方法都是通过复杂的Polyol process 、seed-mediated growth 或者 light-mediated growth 过程来实现，不仅操作十分复杂，而且所需设备的要求也很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在硅片表面制备银纳米晶体的方法，解决现有技术中存在的银纳米晶体制备过程复杂、设备需求要求高等问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在硅片表面制备银纳米晶体的方法，包括以下步骤：

（1）在硅片表面制备含有醛基的物质的种子层；

（2）利用硅片表面的种子层进行银镜反应；

（3）将银镜反应后的硅片冲洗之后自然晾干，得到银纳米晶体。

具体地说，所述步骤（1）的具体方法包括：（1a）先对硅片表面进行清洗，再进行干燥；（1b）将干燥后的硅片置于培养皿中，利用葡萄糖乙醇溶液制作种子层。 

进一步地，所述步骤a中对硅片表面进行清洗的具体方法为：先用有洗涤剂的无尘布搓洗硅片表面，然后将硅片放入氢氟酸溶液中浸泡，再用洗涤剂进行超声震荡清洗，然后用去离子水进行超声震荡清洗，然后用丙酮进行超声震荡清洗，最后用乙醇进行超声震荡清洗。

并且，所述步骤a中将硅片放入氢氟酸溶液中浸泡具体是指将硅片放入浓度为4%的氢氟酸溶液中浸泡5min；而先用洗涤剂进行超声震荡清洗、然后用去离子水进行超声震荡清洗、然后用丙酮进行超声震荡清洗、最后用乙醇进行超声震荡清洗的时间分别为15分钟。

同时，所述步骤a中干燥的设备为电热恒温鼓风干燥箱。

而所述步骤b中利用葡萄糖乙醇溶液制作种子层的方法则为以下两种之一：

第一种：将葡萄糖乙醇溶液滴在硅片表面，并使其完全浸润硅片表面，之后让其自然晾干，或者重复一次上述过程；

第二种：将葡萄糖乙醇溶液滴在硅片表面，几秒钟之后用无水乙醇冲洗再用电吹风吹干，之后重复上述过程至少一次。

再进一步地，所述步骤（2）中利用硅片表面的种子层进行银镜反应的具体方法如下：（2a）配置银氨溶液；（2b）将制作好的含有种子层的硅片放入已配置好的银氨溶液中，并于0-50℃水浴加热5-90分钟。

其中，所述步骤（2a）的具体方法如下：取质量分数为2%的硝酸银溶液于洁净的烧杯中，加入质量分数为2%的氢氧化钠溶液，然后逐滴加入体积分数为2%的氨水，直到沉淀消失、溶液澄清为止。

更进一步地，所述步骤（3）对银镜反应后的硅片进行冲洗的洗涤液为去离子水。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明原理简单，对设备要求低，操作方便，成本低；

（2）本发明通过种子层的制作与经典的银镜反应相配合，在不同温度（银镜反应的温度）和不同反应时间以及不同的葡萄糖种子层溶液的浓度的条件下，成功体现了银纳米晶体的形貌可控，并获得了片状、颗粒和八面体的银纳米晶体；而且操作十分简单便捷，不需要高温和复杂的设备，弥补了目前无人证明可以通过银镜反应实现银纳米晶体的形貌可控的漏洞；

（3）本发明通过无尘布有效地去除了硅片表面沾有的微粒和有机残渣，为下一步清洗提供了基础；而采用氢氟酸溶液进行浸泡则去除了硅片表面的氧化物；

（4）本发明通过进行多次超声震荡清洗，利用超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，而存在于液体中的微小气泡（空化核）则在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长，然后突然闭合，并在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物，使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在硅片表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到了硅片表面彻底净化的目的；