[发明专利]金属膜中高度有序的纳米孔阵列及其制作方法

权利要求书

1.在基材上的金属膜中制作高度有序的纳米孔阵列的方法，其包括以下步骤：

a)提供包含聚N-异丙基酰胺(聚NIPAM)的微球，所述微球选自纯的聚N-异丙基酰胺(聚NIPAM)水凝胶微球以及带有聚N-异丙基酰胺(聚NIPAM)水凝胶链的聚合物微珠或无机物微珠，

b)将所述微球的水分散体涂布到基材上并干燥该分散体，由此产生非紧密堆积的有序的微球阵列，

c)在所述基材上产生金属膜，

d)从所述基材的表面除去所述微球，由此在基材上产生有序的纳米孔阵列，和

e)任选通过选择性无电镀增加所述金属膜的厚度。

2.权利要求1所述的方法，其还包括：

f)使步骤d)或e)中所得的基材在真空烘箱中保温。

3.权利要求1或2所述的方法，其中所述涂布是旋涂。

4.权利要求2或3所述的方法，其中所述旋涂包括至少两个具有不同速度的不同旋转操作。

5.权利要求3或4所述的方法，其中在步骤b)中在旋转操作之前将低级烷基醇加入到涂布于所述基材上的分散体中。

6.权利要求5所述的方法，其中所述低级烷基醇选自甲醇、乙醇和丙醇。

7.前述权利要求之一所述的方法，其中所述金属膜是贵金属膜，特别是金膜或银膜。

8.前述权利要求之一所述的方法，其中步骤c)中的金属膜通过热蒸发产生。

9.权利要求1-7之一所述的方法，其中用能够或有利于通过无电镀在所述基材上选择性沉积金属的化合物对未被微球覆盖的表面积进行官能化，由此产生步骤c)中的金属膜。

10.权利要求9所述的方法，其中所述金属是金，而所述用于对表面进行官能化的化合物是氨基硅烷。

11.前述权利要求之一所述的方法，其中在步骤d)中用于除去所述微球的方法是超声波处理。

12.权利要求1-10之一所述的方法，其中在步骤d)中用于除去所述微球的方法是在约400-1500℃的温度下的火焰退火步骤，所述火焰退火步骤热解并除去所述聚NIPAM微球，但不负面影响所述金属膜。

13.在基材上的金属膜中的高度有序的非紧密堆积的纳米孔阵列，其特征在于，所述纳米孔的边缘成圆形。

14.权利要求13所述的阵列，其可通过权利要求1-12之一所述的方法获得，其特征还在于，所述纳米孔的尺寸和形式与用作平版印刷掩模选择性地将金属膜沉积于所述基材上的聚NIPAM微球的相同。

15.权利要求13或14所述的阵列，其特征在于，所述高度有序的纳米孔阵列存在于平方厘米量级的表面积上。

16.权利要求13-15之一所述的阵列，其中所述金属膜是金膜或银膜。

17.权利要求13-16之一所述的纳米孔阵列在化学和生化传感、成像技术、信息处理和增强光谱学领域中的用途。

18.一种装置，特别是光学装置、光谱装置或传感装置，其包含权利要求13-16之一所述的高度有序的阵列。