[发明专利]高度有序的小尺寸硅基纳米坑阵列的制备方法

权利要求书

1.高度有序的小尺寸硅基纳米坑阵列的制备方法，其特征在于具体步骤为：

（1）将经过清洗的硅衬底平放于培养皿底部，把经过清洗的载玻片以一定的倾斜角度放置于培养皿中，载玻片的下侧对着硅衬底；在培养皿中注入去离子水；

（2）利用自组装技术，在硅衬底表面覆盖单层聚苯乙烯纳米球，其方法如下：将甲醇溶液与直径为400-800nm的聚苯乙烯纳米球乳胶悬浮液按照体积比1:1的比例均匀混合，其中，所述聚苯乙烯纳米球乳胶悬浮液中纳米球微粒密度为1.05g/cm³，乳胶悬浮液中微粒重量浓度为10% ；然后用注射器将4-6微升的聚苯乙烯纳米球甲醇混合溶液滴在载玻片上，让此溶液缓慢流入水中；4-6分钟后，用注射器将去离子水缓慢抽出；此时，在硅衬底上即得到二维六角点阵排列的单层聚苯乙烯纳米球薄膜；

（3）将表面覆盖有聚苯乙烯纳米球的样品进行反应离子刻蚀处理以减小纳米球的尺寸，其方法如下：利用反应离子刻蚀技术，在氧气气氛中进行刻蚀，刻蚀时的氧气压为9-10Pa，氧气流速为20-40sccm，使用功率为 25-35W；刻蚀后，使聚苯乙烯纳米结构呈类锥状；

（4）在刻蚀后的聚苯乙烯纳米球样品表面上淀积上一层金膜，其方法如下：用直流溅射技术，在样品表面溅射上一层金膜；直流溅射的工作电压为900V-1000V，溅射电流为35-45mA，工作气体为氩气，溅射时的氩气压保持在10^-3--200～10^-3+200Torr，溅射时间为1-2分钟；溅射后淀积于样品表面的金膜厚度为1-3nm；

（5）去除上一步骤制备的样品表面上的聚苯乙烯纳米球，其方法如下：将样品放入有机溶剂四氢呋喃溶液中，并作超声处理，超声时间15-25分钟，使聚苯乙烯薄膜溶解在有机溶剂中，然后，将样品置于乙醇中超声处理2--4分钟；最后用去离子水冲洗，甩干；经此处理后样品表面的聚苯乙烯纳米球及这些纳米球上的金膜均被去除，覆盖于样品表面的金膜呈网状结构；

（6）对上一步骤制备的样品进行选择腐蚀，其方法如下：将样品置于重量浓度为15-25%的KOH溶液中，利用样品表面的网状金膜作为掩模，在25-35℃温度下，超声处理2-5分钟，蚀去网孔内的硅，得到倒金字塔形状的纳米坑； 

（7）去除上一步骤制备的样品表面的金膜，其方法如下：将样品放在配比为KI:I₂:H₂O=（8—12）g:（2—3）g:100ml腐蚀液内超声处理25-35分钟，超声处理后继续浸泡9-11小时，样品取出后，用去离子水冲洗，即得到具有按二维六角点阵排列的小尺寸纳米坑阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于清洗硅衬底的程序如下：去离子水冲洗1-3分钟，丙酮超声3-7分钟，甲醇超声4-6分钟；去离子水冲洗4-6分钟；在H₂SO₄：H₂O₂=2：1溶液中煮沸6-4分钟后，继续浸泡6-4分钟；去离子水冲洗2-4分钟，然后在HF:H₂O=1:9溶液中浸渍40-80秒，以去除氧化层；最后用去离子水冲洗50-80秒后，用甩片机甩干。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于清洗载玻片的程序为：去离子水冲洗1-3分钟，丙酮超声4-6分钟，甲醇超声4-6分钟，去离子水冲洗4-6分钟；然后在H₂SO₄：H₂O₂=2：1溶液中煮沸4-6分钟后，继续浸泡6-4分钟；最后用去离子水冲洗2-4分钟后，烘干。