[发明专利]一种金属微结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种金属微结构的制备方法，采用负电压放电生成的低温等离子体对金属膜进行放电处理，使得金属膜表面产生规则的形貌。其利用等离子体内部粒子具有的较高能量和含有的紫外、高能电子和自由基等活性成分，作用于金属膜表面产生一系列的物理和化学过程，在金属膜的表面产生侵蚀，进而改变金属膜表面形貌，使其表面出现均匀的点状结构。本发明的方法具有设备简单、操作方便、成本低廉、生产效率高、尤其对环境污染少等优点，且在相同的放电条件下，通过改变放电时间和金属膜的厚度，可调节表面膜结构，可以广泛应用于机械、电子、化学能、原子能、医药卫生、生物等领域，具有很强的实用性和广泛的适用性。

技术领域

本发明涉及一种材料结构的制备方法，具体涉及一种金属微结构的制备方法，属于等离子体技术领域。

背景技术

金属膜具有机械性能好、热导性能优越、容易密封以及便于集成加工等优点，可用于材料表面加工、太阳能板的制备等方面。

根据需求改变金属膜的结构，可以减少金属膜表面缺陷，改善金属膜的电学性能和力学性能。金属膜结构的改变方法有化学处理法和光刻法等，这些方法虽然在一定程度上可以改变金属膜结构，但存在着工艺流程复杂且耗时、容易坍塌和具有一定的毒害性等缺点。

因此，需要一种方便快捷、安全的改变金属微结构的方法。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用负电压放电下的低温等离子体制备规则金属膜材料的方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种金属微结构的制备方法，采用负电压放电生成的低温等离子体对金属膜进行放电处理，使得金属膜表面产生规则的形貌。

上述放电的方式，包括辉光放电、电晕放电。

上述等离子体为大气压下低温等离子体。

上述金属的材质为金或银。

上述金属膜的厚度为纳米级。

适用于上述负电压放电的装置，包括高压直流负电源，所述高压直流负电源的负极接针电极，正极接金属膜并接地。

上述负电压为千伏级别，放电电流为微安级别，放电时间10min内。

上述金属膜的制备，包括以下步骤：

S1、依次采用酒精和去离子水对硅片基片进行超声清洗；

S2、将纳米级厚度的金属膜蒸镀于硅片上。

上述步骤S1中的超声时间为20-40min。

上述形貌为均匀点状结构。

本发明的有益之处在于：

本发明的规则金属膜材料的制备方法，利用等离子体的性态：等离子体是大量带电粒子组成的一种物质聚集态，其内部粒子大多具有较高的能量，并处于不断的碰撞的状态；由于等离子体含有紫外、高能电子和自由基等活性成分，作用于物质表面时会产生一系列的物理和化学过程，因此，利用放电等离子体进行表面反应，通过激发态的原子和分子、自由基和离子以及等离子体辐射紫外光的作用，在金属膜的表面产生侵蚀，进而改变金属膜表面形貌，使其表面出现均匀的点状结构。

本发明的方法可根据不同的金属膜的结构需求来利用等离子体作用于金属膜表面，从而改变金属膜的表面结构。规则的金属膜结构改变可以减少金属膜表面缺陷，提高金属膜的电学性能和力学性能。

本发明的方法具有设备简单、操作方便、成本低廉、生产效率高、尤其对环境污染少等优点，且在相同的放电条件下，通过改变放电时间和金属膜的厚度，可调节表面膜结构，可以广泛应用于机械、电子、化学能、原子能、医药卫生、生物等领域，具有很强的实用性和广泛的适用性。