[发明专利]一种模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法

权利要求书

1.一种模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于具体过程为：

步骤S1：采用两步阳极氧化处理方法在铝薄片上制备超博有序的氧化铝模板，并将氧化铝模板转移至硅衬底上；

步骤S2：通过电子束蒸镀在氧化铝模板上沉积金膜；

步骤S3：将沉积有金膜的氧化铝模板置于样品炉中并真空加热至500℃，随后进行模板退火处理，退火将引起金属薄膜除湿，并分裂成分散度良好、有序的金纳米颗粒阵列。

2.根据权利要求1所述的模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：取2cm*2cm的高纯度铝薄片，用超声波清洗机将其依次在乙醇、丙酮和离子水溶液中清洗5分钟，再在氮气环境下干燥处理，然后用体积比为4:1的过氯酸与乙醇混合液作为电化学抛光液将铝薄片的上下表面进行抛光处理，其中抛光液电压为20V，温度为10℃；

步骤S2：将抛光处理后的铝薄片首先在1wt%的磷酸溶液中于电压195V、温度4℃的条件下进行第一次阳极氧化处理6小时，至此表面会产生一层牺牲层，再用6wt%的磷酸与铬酸混合液于70℃将牺牲层化学清除9小时，然后在1wt%的磷酸溶液中于电压195V、温度4℃的条件下进行第二次阳极氧化处理形成氧化铝模板；

步骤S3：用甲苯溶液将有机玻璃层在氧化铝模板上自旋涂覆，再在硫酸铜与盐酸混合液中清除铝衬底，滞留的薄阻碍层用5wt%的磷酸溶液清除30分钟，然后将有机玻璃层/氧化铝模板置于丙酮中，使有机玻璃层溶解，氧化铝模板悬浮于丙酮中；

步骤S4：将氧化铝模板转移至溶液目标硅衬底上，通过快速风干丙酮将氧化铝模板与硅衬底粘附在一起，最终得到具有孔径为250nm，阵列周期为450nm的纳米孔阵列的双通氧化铝模板；

步骤S5：通过电子束蒸镀在氧化铝模板上沉积金膜；

步骤S6：将沉积有金膜的氧化铝模板置于样品炉中并真空加热至500℃，随后进行模板退火处理，在氧化铝模板孔内及孔上方形成大面积规则排布的金纳米颗粒阵列。

3.根据权利要求2所述的模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于：步骤S2中通过控制第二次阳极氧化处理时间调节氧化铝模板的厚度。

4.根据权利要求2所述的模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于：步骤S3中通过控制磷酸溶液的腐蚀时间调节氧化铝模板孔径的大小。

5.根据权利要求2所述的模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于：步骤S5中通过电子束蒸镀在氧化铝模板上沉积金膜的厚度为30-80nm。

6.根据权利要求2所述的模板退火制备大面积规则排布金纳米颗粒阵列的方法，其特征在于：步骤S6中金纳米颗粒阵列最终的尺寸与氧化铝模板的孔径大小一致，金纳米颗粒阵列周期与氧化铝模板纳米孔阵列周期一致。