[发明专利]一种单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法

权利要求书

1、一种单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其为将模板法和微加工技术结合起来，形成所需形状、大小、位置的纳米通道，然后在纳米通道内生长单根纳米线或阵列式纳米线点阵。

2、如权利要求1所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述的制备方法的具体步骤包括：

1)制备母板，然后通过电化学氧化法，在铝或铝合金表面形成具有各种孔径及孔深的氧化铝母板；

所述的氧化铝母板的制备方法，是先在单晶铝或铝合金表面形成压痕，然后进行电化学氧化，在单晶铝或铝合金表面形成了一端开口、另一端封闭的多孔氧化铝膜，封闭端的氧化铝层称为障壁层；

或是将单晶铝首先放在真空中退火，然后直接进行电化学氧化，形成一端开口、另一端封闭的多孔氧化铝膜；

2)经由步骤1)得到表面开口、背部有氧化铝障壁层的氧化铝模板，然后利用微加工技术将所需位置的障壁层刻透，形成所需形状、大小、位置的纳米通道；

3)按照常规的薄膜制备方法，向步骤2)得到的纳米通道内填充或沉积各种材料，得到单根纳米线或纳米线点阵。

3、如权利要求2所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述步骤1)中在单晶铝或铝合金表面形成压痕的方法为：

根据需要，在硬质材料的表面制备出所需大小、形状的凸起——纳米柱，然后用此带有凸起的硬质材料通过机械压力的方式在单晶铝或铝合金表面形成压痕；

或是在单晶铝表面铺上一层光刻胶，利用电子束曝光方式在单晶铝表面直接做出所需尺寸、形状的图形，然后在离子束下刻蚀，从而在单晶铝表面留下印痕。

4、如权利要求2所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述步骤1)中电化学氧化法为：根据所需图形的距离大小和形状选择酸液和电压，在0～25℃氧化0～100h，得到多孔氧化铝膜，其中障壁层的厚度为几～几百纳米；

使用0.5～2mol/L的硫酸和1～25V电压可获得30nm以下的通道；

使用0.3～1mol/L的草酸和30～100V电压可获得30～100nm的通道；

使用0.2～2mol/L的磷酸和60～500V电压可获得100nm以上的通道。

5、如权利要求2所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述步骤1)中还包括进一步将氧化好的氧化铝模板于0.5～15wt％磷酸中浸泡0～60min，来增加孔径。

6、如权利要求2所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的微加工工艺包括光刻法、离子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀和化学反应刻蚀。

7、如权利要求2所述的单根纳米线或阵列式纳米线的生长制备方法，其特征在于：所述步骤3)中的薄膜制备方法为磁控溅射、电子束蒸发、脉冲激光沉积、金属氧化物化学气相沉积法、激光烧蚀法、激光沉积法、蒸发冷凝法、电弧放电法、分子束外延、化学气相沉积法、溶液反应法、电化学法、溶胶-凝胶法或聚合法。