[发明专利]带有尖端的金属纳米带阵列的制备方法

权利要求书

1.一种带有尖端的金属纳米带阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列：先配置聚苯乙烯纳米球悬浮液，将所述聚苯乙烯纳米球悬浮液旋涂于一硅片表面，在硅片表面形成单层有序聚苯乙烯纳米球致密排列；

(2)制备单层有序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致密排列的聚苯乙烯纳米球刻小，在硅片表面得到单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列；

(3)蒸镀金属：利用蒸镀工艺在形成有单层有序聚苯乙烯纳米球非致密排列的硅片表面沉积一层金属膜，在蒸镀过程中，将硅片倾斜，使所述硅片的法线方向同蒸镀方向存在一定夹角，进而使蒸镀方向上相邻的两聚苯乙烯纳米球在硅片上的投影相交，在投影相交处形成尖端；

(4)制备金属纳米带阵列：去除经所述步骤(3)后沉积有金属膜的硅片表面的聚苯乙烯纳米球，得到带有尖端的金属纳米带阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在蒸镀过程中硅片法线方向同蒸镀方向的夹角θ为15°～80°。

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，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5％～40％。

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(1)中，旋涂时的转速为1500rpm～6000rpm，旋涂时间为1min～20min。

5.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刻蚀致密排列的聚苯乙烯纳米球的工艺过程和工艺参数为：在感应耦合等离子刻蚀机真空腔中，以氧气为气源对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范围为30sccm～60sccm，所述真空腔的真空度控制在0.01±0.003Pa，所述刻蚀过程中的射频功率为38W～60W，刻蚀时间为1min～15min。

6.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(3)中，沉积的金属膜为单金属膜或多金属复合膜，所述金属包括金、银、铜或其他过渡金属中的至少一种。

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(3)中，蒸镀工艺采用真空蒸镀法，所述真空蒸镀法是指：在电子束蒸发镀膜系统的工作腔中，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7000V～9000V，开始在形成有单层有序聚苯乙烯纳米球的非致密排列的硅片表面蒸镀，蒸镀速率控制在当镀层厚度达到时，关挡板停止镀膜，完成蒸镀。

8.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，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，再将硅片置于二氯甲烷中，进行超声清洗15min～45min，所述超声清洗的功率为50W～150W。