[发明专利]一种硅基网络结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅基网络结构及其制备方法。包括：硅基底，上表面具有多个阵列分布的球状孔洞；材料层，位于所述硅基底上表面，所述材料层具有多个阵列分布的半球状穿孔，其中所述半球状穿孔正好位于所述球状孔洞上方并且连通所述球状孔洞，而共同组成多个阵列分布的葫芦状孔洞；包覆层，设置于所述硅基底与所述材料层表面上，沿着所述葫芦状孔洞的内表面分布，其中，所述包覆层包括金属、金属化合物或高分子材料层。本发明制备工艺简单、稳定、成本低，同时能够制备多种不同材料复合的葫芦状微纳米阵列结构，该结构能够在发挥微纳米阵列结构独有优势的同时综合多种材料的性质，在催化、生物检测、光电探测等领域具有广泛的潜在应用。

技术领域

本发明涉及一种硅基网络结构领域，尤其涉及一种微纳米复合硅基网络结构及其制备方法。

背景技术

近年来，随着微纳加工技术的不断发展，广大研究者通过平面微纳米加工技术、探针工艺及模型工艺制备各种微纳米阵列结构。例如中国发明专利CN 101339128A《一种表面等离子体共振成像纳米结构阵列芯片制备方法》，利用真空真镀、激光直写、光刻等半导体加工工艺制备了周期性纳米结构的金属点阵芯片，并用于表面等离子体共振成像阵列芯片。中国专利CN103668130A《一种金属纳米结构的制备方法》采用光刻、化学合成等方法制备一种金属纳米结构，该方法工艺简单、效率高，可对结构形状与位置精准控制，有效提高了金属纳米结构材料光提取效率和光吸收效率。中国专利CN 102556952B《金属杯-柱复合纳米结构阵列及其制备方法》，以单层聚苯乙烯球为掩膜采用等离子体刻蚀技术制备了一种具有较小纳米尺寸间隙的金属杯-柱复合纳米结构阵列并应于拉曼检测，该发明制备方法兼容性好、效率高、成本低并实现了单分子的拉曼检测。微纳米阵列结构的制备方法大体可以分为人工构筑法和自组装法两大类，人工构筑法包括光刻技术、束流刻蚀技术、纳米压印技术及微接触印刷等；自组装法包括分子自组装、胶体自组装及模板法等。借助于纳米材料的优异性能，微纳米阵列结构不但具有结构均一有序、高比表面积，同时在电学、磁学及光学等方面也都展现出诸多优异的性能，比如电子散射效应、量子效应、强光吸收、发光及非线性光学特性等特点，因而利用微纳加工技术制备微纳阵列结构，并应用于电子、生物、化工及储能等领域具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种新型硅基网络结构及其制备方法，能够制备多种不同材料复合的不同尺寸的葫芦状孔洞微纳米阵列结构。

所述硅基网络结构包括：硅基底，上表面具有多个阵列分布的球状孔洞；材料层，位于所述硅基底上表面，所述材料层具有多个阵列分布的半球状穿孔，其中所述半球状穿孔正好位于所述球状孔洞上方并且连通所述球状孔洞，而共同组成多个阵列分布的葫芦状孔洞；包覆层，设置于所述硅基底与所述材料层表面上，沿着所述葫芦状孔洞的内表面分布，其中，所述包覆层包括金属、金属化合物或高分子材料层。

在一实施例中，所述的硅基底上表面与材料层下表面分布在同一平面；所述硅基底上表面的球状孔洞为有球缺的孔洞；所述材料层的半球状穿孔为有球带体的孔洞，所述球带体上表面与材料层上表面分布在同一平面，所述球带体下表面与所述材料层下表面分布在同一平面；所述的球缺与球带体同轴；所述有球缺的孔洞和球带体的孔洞共同组成所述葫芦状孔洞。

在一实施例中，所述葫芦状孔洞为六方密排或者立方密排成阵列结构，所述阵列结构呈网络状分布。

在一实施例中，所述硅基底上表面的球状孔洞其直径为100nm～100μm；所述材料层的材料包括但不限于TiO₂、ZnO、Al₂O₃、CuO、TiN中的一种，位于所述材料层上的半球状穿孔其直径为100nm～100μm，高度为50nm～50μm。