[发明专利]三角形金属纳米孔阵列的制备方法

权利要求书

1.一种三角形金属纳米孔阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备双层有序聚苯乙烯纳米球致密排列：先配制聚苯乙烯纳米球悬浮液，再将所述聚苯乙烯纳米球悬浮液旋涂于一硅片表面，在硅片表面形成双层有序聚苯乙烯纳米球致密排列；

（2）制备下层三瓣形排列和上层聚苯乙烯纳米球非致密排列：采用感应耦合等离子体刻蚀法将所述双层有序致密排列的聚苯乙烯纳米球刻小，上层聚苯乙烯纳米球形成非致密排列，下层聚苯乙烯纳米球形成带有中间突起的三瓣形颗粒排列，下层相邻的三个瓣围成三角形且托举起一个上层的聚苯乙烯球；

（3）制备三角形纳米孔阵列结构的金属掩模：在硅片表面沉积一层金属膜，金属膜的沉积厚度大于所述下层三瓣形颗粒中间凸起的高度，但小于瓣的高度，然后去除上层聚苯乙烯纳米球，在硅片表面得到三角形纳米孔阵列结构的金属掩模；

（4）制备三角形硅纳米孔阵列模版：以所述金属掩模为刻蚀掩模，利用感应耦合等离子体刻蚀法刻蚀硅片，再利用湿法腐蚀方法去除硅片表面的金属膜，在硅片表面得到三角形硅纳米孔阵列模版；

（5）制备三角形金属纳米孔阵列：在所述三角形硅纳米孔阵列模版上沉积金属，制得三角形金属纳米孔阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，聚苯乙烯纳米球的平均粒径为10nm～5000nm，单分散性小于5%；所述聚苯乙烯纳米球悬浮液的溶剂为乙醇或/和去离子水，聚苯乙烯纳米球与所述溶剂的体积比为20%～40%。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，旋涂时的转速为1500rpm～6000rpm，旋转时间为5min～20min。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，利用感应耦合等离子体刻蚀法对双层有序致密排列的聚苯乙烯纳米球进行刻蚀的工艺过程为：在感应耦合等离子刻蚀真空腔中，以氧气为气源对所述致密排列的聚苯乙烯纳米球进行刻蚀，所述氧气的体积流量为30sccm～60sccm，所述真空腔的真空度控制在0.6±0.003Pa，刻蚀过程中的射频功率为30W～60W，刻蚀时间为3min～8min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，利用真空蒸镀法在硅片表面沉积金属膜，工艺过程为：在电子束蒸发镀膜系统的工作腔中，先抽真空至0.1Pa～1Pa，升温至100℃～150℃，继续抽真空至4×10^-4Pa～7×10^-4Pa，预热枪灯丝后电压升至6000V～8000V开始蒸镀，蒸镀速率控制在0.4?/s～1.2?/s，当镀层厚度达到100?～300?时关挡板停止镀膜，完成蒸镀；

去除聚苯乙烯纳米球的工艺过程为：使用胶带对沉积有金属膜的硅片表面反复粘贴，粘除聚苯乙烯纳米球。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，沉积的金属膜为铬膜。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，利用感应耦合等离子体刻蚀法刻蚀硅片的工艺过程和工艺参数为：在感应耦合等离子刻蚀真空腔中，以六氟化硫和氩气为气源对硅片进行刻蚀，所述六氟化硫的体积流量范围为20sccm～40sccm，所述氩气的体积流量范围为18sccm～30sccm，所述真空腔的真空度控制在0.01±0.003Pa，刻蚀过程中的射频功率为38W～60W，刻蚀时间为5min～15min。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，利用真空蒸镀法在三角形硅纳米孔阵列模版上沉积金属，其工艺过程为：在电子束蒸发镀膜系统的工作腔中，先抽真空至0.1Pa～1Pa，升温至100℃～150℃，继续抽真空至4×10^-4Pa～7×10^-4Pa，预热枪灯丝后电压升至8000V～10000V开始蒸镀，蒸镀速率控制在0.4?/s～1.2?/s，当镀层厚度达到300?～500?时关挡板停止镀膜，完成蒸镀。

9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中沉积的金属包括金、银、铜或其他过渡金属的一种。