[发明专利]一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法

权利要求书

1. 一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①对多孔氧化铝基体材料进行表面等离子体处理；

②采用原子层沉积的方法在经表面等离子体处理的多孔氧化铝基体材料上制备金属纳米薄膜作为电容器的一个电极；

③采用原子层沉积方法在金属纳米薄膜表面沉积介电纳米薄膜作为电容器的介质材料；

④在介电纳米薄膜表面采用化学静电自组装方法制备导电聚合物复合纳米薄膜作为介质材料与另一个电极间的过渡材料；

⑤在导电聚合物复合纳米薄膜表面，采用原子层沉积方法制备金属纳米薄膜作为电极材料，从而在氧化铝多孔纳米结构中获得一种金属-绝缘体-聚合物半导体-金属的电容器结构。

2.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，步骤②中所述的金属纳米薄膜为TiN或TaN纳米薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，步骤③中所述的介电纳米薄膜为Al₂O₃或HfO₂纳米薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，步骤④中所述的导电聚合物复合纳米薄膜为聚苯胺和聚苯乙烯磺酸钠复合纳米薄膜。

5.根据权利要求1所述的一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，步骤⑤中所述的金属纳米薄膜为TaN纳米薄膜。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于氧化铝有序纳米孔结构的电容器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①将多孔氧化铝材料放入真空设备腔体中，进行表面等离子体处理，多孔氧化铝材料的厚度为30～50μm，材料中孔尺寸：长度20～30μm，直径60～80nm；

②将表面等离子体处理的多孔氧化铝材料放入原子层沉积设备腔体中，采用原子层沉积的方法制备TiN金属纳米薄膜作为电容器一个电极；

③将制备了金属电极的多孔氧化铝材料放入原子层沉积设备腔体中，采用原子层沉积的方法沉积HfO₂介电纳米薄膜作为电容器介质材料； 

④将制备了介质薄膜的多孔氧化铝材料置入聚苯胺的N,N-二甲基甲酰胺溶液中15～20分钟，聚苯胺与N,N-二甲基甲酰胺质量比为1:6，取出后室温干燥15～20分钟，在介质薄膜材料表面获得聚苯胺纳米薄膜；

⑤将④获得的多孔氧化铝材料置入聚苯乙烯磺酸钠的水溶液中10～15分钟，聚苯乙烯磺酸钠与水溶液的质量比为1:3，取出后80～100℃下干燥15～20分钟，在聚苯胺薄膜表面获得聚苯乙烯磺酸钠纳米薄膜；

⑥重复步骤④～⑤8～10次，从而在介质材料表面获得聚苯胺与聚苯乙烯磺酸钠复合纳米薄膜作为过渡材料；

⑦在聚苯胺与聚苯乙烯磺酸钠复合纳米薄膜表面采用原子层沉积方法制备TiN纳米薄膜作为电容器另一个电极；

从而获得一种金属-绝缘体-聚合物半导体-金属的电容器结构。