[发明专利]一种纳米电容器的制备方法

权利要求书

1.一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，首先通过Langmuir-Blodgett（LB）膜方法制备金属中空纳米粒子高密度有序排列结构作为电容器一个电极，然后通过原子层沉积方法在纳米粒子表面制备介电纳米薄膜作为电容器介质材料，最后采用原子层沉积方法在介电薄膜表面沉积金属薄膜作为电容器另外一个电极，从而获得一种金属-绝缘体-金属的纳米电容器结构。

2.根据权利要求1所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①将金属中空纳米粒子分散于有机溶剂中，形成纳米粒子分散液； 

②将步骤①获得的纳米粒子分散液滴加于LB膜槽中的超纯水溶液表面，纳米粒子铺展于超纯水表面；

③控制LB膜槽滑障压缩纳米粒子到成膜膜压，在超纯水表面形成高密度有序排列中空纳米粒子薄膜，并采用LB膜垂直成膜的方式将金属中空纳米粒子薄膜转移至导电基片表面，作为电容器的一个电极；

④将沉积了金属中空纳米粒子的基片置入原子层薄膜沉积设备腔体中，采用原子层沉积方法在金属中空纳米粒子表面沉积介电纳米薄膜作为电容器介质材料； 

⑤采用原子层沉积方法在介电纳米薄膜表面沉积金属薄膜作为电容器另外一个电极，从而获得一种金属-绝缘体-金属的纳米电容器结构。

3.根据权利要求2所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，步骤①中所述的金属中空纳米粒子为Au中空纳米粒子。

4.根据权利要求2所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，步骤①中所述的的有机溶剂为正丁醇。

5.根据权利要求2所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，步骤③中所述的导电基片为ITO基片。

6.根据权利要求2所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，步骤④中所述的介电纳米薄膜为Al₂O₃或HfO₂纳米薄膜。

7.根据权利要求2所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，步骤⑤中所述的金属薄膜为TiN或TaN薄膜。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种纳米电容器的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①将Au中空纳米粒子分散于正丁醇中，Au纳米粒子的浓度为0.5～0.8mg/ml，形成用于铺展用的纳米粒子分散液；

②采用微量进样器抽取200 μl ①获得的溶液滴加于LB膜槽中的超纯水溶液表面，待正丁醇挥发30 min后开始压膜，此时在气液界面已形成Au中空纳米粒子膜；

④控制LB膜槽滑障以1.5～3.0mm/min的速度压缩单体单分子膜到膜压30～32 mN/m，并采用LB膜垂直成膜的方式将Au中空纳米粒子膜转移至ITO基片上，成膜速率为0.3～0.5mm/min，作为电容器的一个电极；

⑤将沉积了Au中空纳米粒子LB膜的基片放入原子层沉积设备腔体中，在纳米粒子表面沉积Al₂O₃介电纳米薄膜作为电容器的介质材料； 

⑥采用原子层沉积方法在Al₂O₃介电纳米薄膜表面沉积TiN纳米薄膜作为电容器另外一个电极；

由①～⑥步骤获得了一种金属-金属氧化物-金属的纳米电容器结构。