[发明专利]整体三维结构模板、三维结构材料及其可控制备方法

权利要求书

1.一种三维结构材料的可控制备方法，其特征在于包括：

在衬底表面依次形成牺牲层和种子层，并在种子层上加工出设定图案结构；

在种子层上形成材料生长模板，而后去除所述牺牲层和种子层，获得单层材料生长模板；

将复数单层材料生长模板以设定角度和方向对准，并使各单层材料生长模板之间相互作用形成整体三维结构模板；

以及，基于所述整体三维结构模板生长形成三维结构材料。

2.根据权利要求1所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于具体包括：

在衬底表面涂覆有机高分子材料而形成牺牲层；

利用金属沉积技术在牺牲层表面沉积金属作为种子层；

对所述种子层进行光刻处理，从而在种子层上加工出设定图案结构；

依据所述设定图案结构，利用金属沉积技术在种子层上形成材料生长模板；

去除所述牺牲层及残留于种子层上的光刻胶，再采用金属刻蚀工艺去除所述种子层，获得单层材料生长模板；

将复数单层材料生长模板以设定角度和方向对准，并通过在400-1200℃高温退火使各单层材料生长模板之间相互作用形成整体三维结构模板；

以及，基于所述整体三维结构模板生长形成三维结构材料。

3.根据权利要求1或2所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于还包括：在利用所述整体三维结构模板生长形成三维结构材料之后，去除模板，获得自支撑的三维结构材料。

4.根据权利要求2所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于包括：利用有机溶剂溶解去除所述牺牲层及残留于种子层上的光刻胶；所述有机溶剂至少选自甲苯、丙酮、己烷、氯仿中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于包括：将2-100个单层材料生长模板以设定角度和方向对准，并高温退火使各单层材料生长模板之间相互作用形成整体三维结构模板。

6.根据权利要求1、2、4-5中任一项所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于所述种子层的厚度为50-500nm，而所述种子层的材质包括金、银、铜、钛中的任一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求2、4、5中任一项所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于所述衬底包括硅片、氧化硅片或石英片，所述有机高分子材料包括PMMA、紫外光刻胶AZ5214、AZ4620或PI。

8.根据权利要求1、2、4-5中任一项所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于所述材料生长模板的厚度为5-200μm，而所述材料生长模板的材质包括镍、铜、铝、镍钼合金中的任一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求3所述的三维结构材料的可控制备方法，其特征在于包括：采用金属腐蚀剂去除所述整体三维结构模板，所述金属腐蚀剂至少选自氯化铁溶液，硝酸铁溶液、铝蚀刻剂。

10.由权利要求1-8中任一项所述方法制备的所述整体三维结构模板或所述三维结构材料。