[发明专利]一种金纳米列阵制作方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，特别涉及一种金纳米列阵制作方法。

背景技术

近几年，随着微细加工技术和纳米材料的发展，纳米金属结构的电磁学性质正受到越来越多的关注，光与纳米金属结构的相互作用产生了一系列崭新的物理现象。当电磁波入射到纳米金属列阵结构表面时，产生的局域表面等离子体，能使电磁能量剧烈地增强和汇聚，基于这些特性，纳米金属结构在生物传感、化学传感、光学设计和磁性数据存储等领域有广泛的应用前景。

基于该原理构成的生物传感器在DNA、蛋白、病毒等生物分子的标记、识别和检测方面具有比传统的生物传感器更快的检测速度和灵敏度。在激发局域表面等离子体的纳米金属结构的制作方面，目前尚需探索新的方法。电子束光刻和自组装方法都有一定的局限性，电子束光刻制作图形面积有限，效率很低，而仅靠自组装技术又很难实现纳米结构的列阵化。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供一种金纳米列阵制作方法，该方法易于操作，实现局域表面等离子结构的列阵化，还能在不同单元上填充不同尺寸的纳米球结构。

实现本发明目的的技术方案是

一种金纳米列阵制作方法，包括如下步骤：

1）定位模板的设计，通过设计模板，确定微区的尺寸和数量，每个微区必须是独立区域；

2）根据步骤1）中，设计好的模板数量和尺寸，利用激光直写机制作出模板掩模，再选择玻璃片作为基板材料，把清洗好的玻璃片通过高真空电阻蒸发沉积的方法在其表面沉积一层厚度250～ 300 nm的铬层；通过光刻方法把设计好的图形制作到玻璃基板上，并编辑号编号；

3）将步骤2）中，制作好的定位模板放入，浓硫酸和双氧水配成的洗液中，浓硫酸和双氧水的配比为3∶1，加热到80℃，浸泡60 分钟；

4）用超纯水反复冲洗定位模板，去除浓硫酸和双氧水，再将定位模板放入氨水、双氧水和水配成的溶液，溶液的配比为1∶1∶5，使用超声波清洗机，清洗60 分钟，继续使用超纯水反复冲洗，去除氨水、双氧水和水，放入蒸馏水里保存；

5）将经过步骤3），步骤4）处理过的定位模板静置在水平台上，在模板表面滴上适量的聚苯乙烯纳米球水溶胶，通过聚苯乙烯纳米球的自组装得到单层规则排列的纳米球结构阵列；

6）在步骤5）中得到的形成有纳米球结构阵列的定位模板表面，沉积一层纯度99.99%以上金膜，利用聚苯乙烯纳米球做牺牲层，将沉积了金膜的定位模板放入高纯度的二氯甲烷里，使用超声波震荡器，震荡2分钟以上，去掉聚苯乙烯纳米球和覆盖在聚苯乙烯纳米球表面的金，留下成六角形分布的金纳米列阵结构，最终得到金纳米列阵。

有益效果

本发明提供了一种金纳米列阵制作方法，该方法易于操作，实现局域表面等离子结构的列阵化，还能在不同单元上填充不同尺寸的纳米球结构，是一种简单、有效的纳米金属结构加工手段，采用该方法制作的金纳米列阵结构具有低缺陷、高比表面积和结构有序性的特点，光谱分析显示，这种金纳米列阵结构良好的光学性能可为构造高灵敏度的生物传感提供一种有效手段。

具体实施例

下面对本发明进行进一步阐述，但不是对本发明的限定。

实施例

一种金纳米列阵制作方法，包括如下步骤：

2）定位模板的设计，通过设计模板，确定微区的尺寸和数量，每个微区必须是独立区域；

2）根据步骤1）中，设计好的模板数量和尺寸，利用激光直写机制作出模板掩模，再选择玻璃片作为基板材料，把清洗好的玻璃片通过高真空电阻蒸发沉积的方法在其表面沉积一层厚度250～ 300 nm的铬层；通过光刻方法把设计好的图形制作到玻璃基板上，并编辑号编号；

3）将步骤2）中，制作好的定位模板放入，浓硫酸和双氧水配成的洗液中，浓硫酸和双氧水的配比为3∶1，加热到80℃，浸泡60 分钟；

4）用超纯水反复冲洗定位模板，去除浓硫酸和双氧水，再将定位模板放入氨水、双氧水和水配成的溶液，溶液的配比为1∶1∶5，使用超声波清洗机，清洗60 分钟，继续使用超纯水反复冲洗，去除氨水、双氧水和水，放入蒸馏水里保存；

5）将经过步骤3），步骤4）处理过的定位模板静置在水平台上，在模板表面滴上适量的聚苯乙烯纳米球水溶胶，通过聚苯乙烯纳米球的自组装得到单层规则排列的纳米球结构阵列；

6）在步骤5）中得到的形成有纳米球结构阵列的定位模板表面，沉积一层纯度99.99%以上金膜，利用聚苯乙烯纳米球做牺牲层，将沉积了金膜的定位模板放入高纯度的二氯甲烷里，使用超声波震荡器，震荡2分钟以上，去掉聚苯乙烯纳米球和覆盖在聚苯乙烯纳米球表面的金，留下成六角形分布的金纳米列阵结构，最终得到金纳米列阵。