[发明专利]界面作用诱导自组装高密度纳米阵列的方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米阵列制备技术领域，具体涉及通过界面作用诱导自组装作用制备高密度纳米阵列（NPs）的方法。

背景技术

高密度纳米阵列为粒子直径小于20nm，粒子间距为几纳米或者更小的致密纳米阵列（例如树枝晶，超粒子，紧密堆积纳米阵列）在很多方面都有很重要的应用。主要的应用有以下几个方面：（1）表面增强效应，可用于拉曼检测中，如制造出具有高度规整结构的Ag纳米点，将规整的银纳米点阵列用于检测染料R6G拉曼信号，测出的拉曼信号非常均一，并且可重复，信号的相对偏差仅仅为13%左右。同时，银纳米粒子还能被用于检测DNA，检测极限可以达到10-11M。（2）磁学方面，通过将钴、铁、镍等铁磁性物质电沉积到AAO模板上，制备出高度有序的纳米线阵列。纳米阵列具有很高的垂直各向异性，可以作为高密度有序磁存储介质，制造超高密度磁存储器。（3）光学方面，利用阳极氧化膜的透光性、光吸收性、光各向异性，向其中电沉积Cu和Au等金属微粒制备了纳米粒子与Al₂O₃的组装体系，对其光吸收测量表明，组装体系光吸收带便岁金属沉积量和尺寸而变化，从而实现了光吸收带边的调制，可应用于不同波段的光滤器。（4）以AAO为模板制备的金属纳米线束状微电极，具有信噪比低、电催化活性高等特点，不仅可用作性能要求优良的二次电极的正极，还对一些有机小分子电催化氧化有着较高的活性。（5）太阳能吸收膜方面，在AAO模板中电沉积镍，获得对太阳能选择性的吸收膜，这种膜对太阳能具有很理想的选择吸收性。这些应用都基于纳米阵列的高致密的高纯度，大面积，低成本的制备技术。

为了通过控制粒子尺寸，颗粒间距和三维排列已经发展了很多复杂的物理和化学制备方法，例如最近发展的低于10nm的电子束平板印刷术，聚焦于电子束成型，自组装和模板制造。然而，这些方法都不能同时满足大面积、低成本制备纳米阵列，因此我们发明了界面作用诱导自组装高密度纳米阵列这种制备方法。

发明内容

在本发明中，我们发明了一种新的制造方法，同时满足大面积、低成本制备高密度纳米阵列。

界面作用诱导自组装高密度纳米阵列的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在基板上沉积厚度为50-500nm的模板材料；将覆盖有模板材料的基板，在N₂气氛下在400℃下退火2h；

（2）然后使用聚合物保护步骤（1）所得基板边缘，通过阳极氧化基板上的模板材料层直接在基板表面形成尺寸为10-60nm的孔，形成模板；

（3）在步骤（2）所得的模板上沉积厚度为10-15nm的纳米阵列材料；

（4）将步骤（3）得到的产品在N₂气氛下在400℃下退火2h；然后再在200℃下空气中退火2个小时；

（5）然后造腐蚀液中将模板材料腐蚀掉。

上述使用的模板材料厚度为50-500nm，模板孔尺寸为10-60nm，优选模板材料厚度为50-150nm，模板孔尺寸为10-20nm。