[发明专利]一种高度有序的无机物图案化及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面图案化，尤其是涉及一种高度有序的无机物图案化及其制备方法。

背景技术

表面图案化是指在至少一维的方向上生成微米至nm级的规则表面结构，它在超分子科 学、微电子学、材料科学和细胞生物学等方面有着重要应用价值([1]Xia YN，Rogers JA， Paul KE，et al.Chem.Rev.，1999，99，1823)。经过表面图案化的聚合物薄膜在分离([2]R.E. Kersting，“synthetic polymer membrane”，Wiley，New York 1985)、光子带隙([3]J.E.G.J. Wijnhoven and W L.Vos，Science，1998，281，802)、光电子器件([4]M.Imada，S.Noda，A. Chutinan，T.Tokuda，M.Murata and G.Sasaki，Appl.Phys.Lett.，1999，75，316)和催化([5]A. Boker，Y.Lin，K.Chiapperini，R.Horowitz，M.Thompson，V.Carreon，T.Xu，C.Abetz，H.Skaff，A. D.Dinsmore，T.Emrick，T.P.Russell，Nat.Mater.，2004，3，302)等领域的应用已经得到了广泛的 关注和研究。

目前已有的制备高度有序的多孔薄膜的方法，包括刻蚀([6]P.T.Tanev，M.Chibwe，T.J. Pinnavaia，Nature 1994，368，321)或软刻蚀([7]T.W.Odom，J.C.Love，D.B.Wolfe，K.E.Paul and G.M.Whitesides，Langmuir，2000，18，5314)、胶状晶体([8]K.M.Kulinowski，P.Jiang，H. Vaswani and V.L.Colvin，Adv.Mater.，2000，12，833)、乳液([9]A.Imhof and D.J.Pine，Nature， 1997，389，948)、自组装共聚物([10]S.A.Jenekhe and X.Chen，Science，1999，283，372)和微 相分离嵌段共聚物([11]M.Templin，A.Frank，C.A.Du，A.Leist，A.Zhang，R.Ulrich，V. Schalder and U.Wiesner，Science，1997，278，1795)等。最近，Francois等人([12]G.Widawski， M.Rawieso and B.Francois，Nature，1994，369，397)发展了一种制备有序多孔薄膜的简单方法， 即所谓的呼吸图法。在这项技术中，聚合物溶液中的溶剂快速挥发，溶液表面的温度随之降 低，使高湿度环境中的水蒸气在聚合物溶液表面凝结成微小的球状液滴。这些液滴下沉，在 表面对流和热毛细管力的作用下，通过自组装成有序排列而分散在聚合物溶液中。由于水的 表面张力作用，随着溶剂的挥发，聚合物会吸附并包裹在水相界面上，把水滴的有序排列结 构复制下来，同时又防止了水滴的凝聚。最后，当溶剂和水完全挥发后，蜂窝状有序排列的 孔将留在聚合物膜上。