[发明专利]一种纳米阵列复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米阵列复合材料的制备方法，包括：S1)将纳米聚苯乙烯小球乳液与稀释剂混合，得到稀释液；S2)将所述稀释液在二维材料表面铺展，干燥后，得到纳米阵列模板；S3)在所述纳米阵列模板上沉积金属，除去纳米聚苯乙烯小球后，得到纳米阵列复合材料。与现有技术相比，本发明利用聚苯乙烯小球的气液界面自组装特性在二维材料表面形成纳米阵列模板，再以此为基础沉积金属，去除模板后即可得到纳米阵列复合材料，该方法简单易行，不需要昂贵的光刻设备和进行繁琐的光刻步骤。

技术领域

本发明属于微纳尺度器件技术领域，尤其涉及一种纳米阵列复合材料的制备方法。

背景技术

二维材料具有极薄的原子级厚度，优异的光学、电学性能，以及丰富的光电特性，在电子器件，光电器件，柔性器件等领域有着广泛的应用前景。

近年来，人们开始尝试将等离子体纳米阵列制作在二维材料之上，形成等离子体纳米阵列/二维材料结构，这种结构将表面等离子体共振特性与二维材料丰富的光电特性结合起来，得到具有特殊功能的滤光片或者光电器件。

目前在二维材料上制作等离子体纳米阵列的方法多是采用传统的光刻工艺制作，需要用到昂贵的光刻设备和繁琐的工艺步骤，所以找到一种快速简便的等离子纳米阵列制备方法是十分有必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纳米阵列复合材料的制备方法，该制备方法简单。

本发明提供了一种纳米阵列复合材料的制备方法，包括：

S1)将纳米聚苯乙烯小球乳液与稀释剂混合，得到稀释液；

S2)将所述稀释液在二维材料表面铺展，干燥后，得到纳米阵列模板；

S3)在所述纳米阵列模板上沉积金属，除去纳米聚苯乙烯小球后，得到纳米阵列复合材料；

或者：

S2′)将所述稀释液在衬底表面铺展，干燥后，得到第二纳米阵列模板；

S3′)在所述第二纳米阵列模板上沉积第二金属，除去纳米聚苯乙烯小球后，得到纳米阵列；

S4′)将第二二维材料转移至所述纳米阵列表面，得到纳米阵列复合材料。

优选的，所述纳米聚苯乙烯小球乳液的固含量为0.5％～2％。

优选的，所述纳米聚苯乙烯小球乳液与稀释剂的体积比为1：(1～2.5)。

优选的，所述二维材料与第二二维材料各自独立地选自石墨烯、硅烯、锗烯、黑磷、氮化硼、过渡金属硫族化合物、金属碳化物、金属氮化物与拓扑绝缘体中的一种或多种。

优选的，所述步骤S2)具体为：

将所述稀释液滴至倾斜的二维材料表面铺展，干燥后，得到纳米阵列模板；

所述步骤S2′)具体为：

将所述稀释液滴至倾斜的衬底表面铺展，干燥后，得到纳米阵列模板。

优选的，所述二维材料的倾斜度为1°～5°；所述衬底的倾斜度为1°～5°。

优选的，所述步骤S2)中干燥的温度为10℃～40℃；所述干燥的相对湿度为20％～40％；

所述步骤S2′)中干燥的温度为10℃～40℃；所述干燥的相对湿度为20％～40％。

优选的，所述步骤S3)中沉积金属的厚度小于等于200nm；

所述步骤S3′)中沉积第二金属的厚度小于等于200nm。

优选的，所述步骤S3)中除去纳米聚苯乙烯小球的方法为煅烧或有机溶剂浸泡；