[发明专利]一种螺旋状超长金属线/带的制备方法

说明书

本发明公开了一种螺旋状超长金属线/带的制备方法，包括以下步骤：1)在衬底上旋涂光刻胶；2)用掩膜板进行曝光显影，在衬底上获得螺旋状的线/带生长模板区域；3)在经过步骤2)处理后的衬底上蒸镀一层金属薄膜；4)在真空炉中退火，使金属薄膜结晶，并与衬底键合在一起；5)反向剥离，除去光刻胶和多余的金属薄膜，在衬底上获得螺旋状的超长线/带，6)除去衬底，得到螺旋状的超长线/带；其中，所述线/带的宽度为微米级或纳米级。本发明利用掩膜板制备超长的金属线/带，有序性好，其长度可达几米甚至数十米，可以像电缆一样盘卷起来；该制备方法简单，适用于多种金属，适合产业化生产。

技术领域

本发明处于传感器器件技术领域，具体涉及一种螺旋状超长金属线/带的制备方法。

背景技术

金属纳米线具有导电性能好、适用性广等优点，因而受到了人们的重视。例如，随着人们生活水平的提高，人们对医疗健康产品提出了更高的要求，穿戴式医疗器件受到了人们的青睐。可穿戴式压力医疗器件要求柔软、轻便、舒适，而满足这些要求通常是有机材料，例如PDMS、PET等。有机薄膜通常是不导电的，为了获得良好的电学性能，会在PDMS中掺入金属纳米线、碳纳米管和石墨烯等。

此外，随着科学迅速发展，纳米器件有望在未来发挥极其重要的作用。而金属纳米线可以作为纳米器件的电极材料。随着微纳加工技术的不断成熟，金属纳米线将会对纳米器件的发展产生积极的影响。

目前，一般是通过腐蚀剥离法、外延法和水热法等方法制备金属纳米线。但这些方法制备的金属纳米线有序性较差、长度较短，一般不超过1cm，而且，采用这些方法制备的纳米线无规则，也无法盘卷起来，占地面积大，因此不能满足一些特殊领域的需求。

发明内容

本发明提供了一种螺旋状超长金属线/带的制备方法，利用掩膜板制备超长的金属线/带，其长度可达几米甚至数十米，可以像电缆一样盘卷起来。

本发明采用的技术方案是：一种螺旋状超长金属线/带的制备方法，包括以下步骤：

1)在衬底上旋涂光刻胶；

2)用掩膜板进行曝光显影，在衬底上获得螺旋状的线/带生长模板区域；

3)在经过步骤2)处理后的衬底上蒸镀一层金属薄膜；

4)在真空炉中退火，使金属薄膜结晶，并与衬底键合在一起；

5)反向剥离，除去光刻胶和多余的金属薄膜，在衬底上获得螺旋状的超长线/带；

6)除去衬底，得到螺旋状的超长线/带；

其中，所述线/带的宽度为微米级或纳米级。

优选的，所述线/带的宽度为300-10000nm。

优选的，所述线/带的材质为Ag、Au、Pt、Cu、Fe、Al或Cr。更优选的，所述线/带的材质为Ag或Au。

优选的，所述衬底的直径为2英寸以上；所述衬底可以选用容易被弱酸腐蚀的材料，衬底的材质为LiGaO₂、MgO、ZnO或FeO。

优选的，步骤1)中，旋涂的光刻胶的厚度为0.3-20μm。

优选的，步骤2)中，使用预先制备好的金属Cr掩膜板进行曝光显影，金属Cr掩膜板有激光刻蚀出的螺旋状图案。

步骤2)中，曝光显影的控制的条件为：采用370nm紫光照射10-60s。

优选的，步骤3)中，采用电子束蒸发在室温、真空大于10^-3Pa的条件下蒸镀金属薄膜。

优选的，所述金属薄膜的厚度为300-20000nm，金属薄膜为选自Ag薄膜、Au薄膜、Pt薄膜、Cu薄膜、Fe薄膜、Al薄膜或Cr薄膜。