[发明专利]一种光刻胶模板及图案化ZnO纳米棒阵列的制备方法

权利要求书

1.一种光刻胶模板的制备方法，其特征在于，包括以下的制备步骤：

（1）三光束激光干涉系统：一束325nm激光从He-Cd激光器中发出，经两面圆形介质全反射镜反射，进入空间滤波器进行滤波处理，扩束后形成大光斑；样品以5~60度入射角进行放置，两面方形紫外增强铝反射镜垂直于样品台放置，相互夹角为120度，样品台与两面方形反射镜的交点对准大光斑的中心；

（2）基片清洗与光刻胶旋涂：基片经清洗后，氮气吹干；i线负性紫外光刻胶经1:1~2的质量比稀释后，进行变速旋涂，得到光刻胶膜，对其进行热板软烘；

（3）基片曝光和显影：将步骤（2）中旋涂有光刻胶的基片固定到菱形曝光区域利用步骤（1）的三光束激光干涉系统进行曝光，对曝光后的基片进行热板硬烘，对其进行显影、定影后用氮气吹干，即可得到大面积六角排列圆形孔洞光刻胶模板。

2.根据权利要求1所述的光刻胶模板的制备方法，其特征在于，所述制备步骤（2）中，用i线正性紫外光刻胶，得到大面积六角排列圆形柱状光刻胶模板。

3.根据权利要求1所述的光刻胶模板的制备方法，其特征在于，所述光刻胶模板的孔洞周期由激光波长、样品入射角度决定，满足公式P=λ/1.4sinθ，其中P为孔洞周期，λ为激光波长，θ为样品入射角度。

4.根据权利要求1所述的光刻胶模板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述滤波器由焦距为2cm的物镜和直径为5um的针孔组成。

5.根据权利要求1所述的光刻胶模板的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述两面反射镜5×10cm方形紫外增强铝反射镜相互夹角为120度且均垂直于样品台，样品台与两面反射镜的交点对准扩束后的大光斑中心。

6.根据权利要求1所述的光刻胶模板的制备方法，其特征在于，步骤（3）中基片位于菱形曝光区域水平对角线上，且基片中心距离光斑中心2cm。

7.图案化ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，包括以下的制备步骤：

（1）图案化ZnO纳米棒阵列的模板水热法限域生长：将权利要求1制备于基片上的大面积六角排列圆形孔洞光刻胶模板的正面与硝酸锌和六亚甲基四胺水溶液相接触，进行异质外延生长，反应温度80-100度，反应时间2h~24h；

（2）阵列的清洗和光刻胶模板的去除：水热反应结束，将基片用去离子水冲洗，然后在去胶剂中浸泡，再用去离子水漂洗，接着放入有机溶剂中浸泡，最后取出烘干，即可得到ZnO纳米棒阵列。

8.根据权利要求7所述的图案化ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述基片为晶格失配大的材料，包括蓝宝石、Si、导电玻璃、ITO、柔性材料，其制备三光束激光干涉模板时，需在光刻胶旋涂前在基片上预先制作ZnO晶种层。

9.根据权利要求7或8所述的图案化ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，所述同周期下纳米棒的直径可通过模板的曝光时间调节。

10.根据权利要求7所述的图案化ZnO纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述硝酸锌和六亚甲基四胺水溶液为0.01-0.10mol/L等摩尔比的混合溶液。