[发明专利]纳米间隙的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米技术领域，尤其涉及一种纳米间隙的制备方法及其应用。

背景技术

极小尺寸的纳米间隙，尤其是当其间隔距离小于10纳米以下时，该特殊的纳米形貌特性以及由此产生的电磁场高度局域性，使其无论是在纳米电极、分子器件、单光子光源还是在等离激元元器件、增强拉曼、催化反应等方面都具有重要的应用。

目前已经发展的具备制备10纳米以下纳米间隙的方法主要包含化学合成法、机械断裂法、电迁移法以及阴影沉积法。而在这些制备方法中，化学合成法通过在合成过程中包裹中间层的方法可以实现大批量的间隙均匀的纳米间隙的制备，但是这种方法缺乏寻址能力，制备得到的纳米间隙无法满足于纳米电极的应用；而机械断裂法、电迁移法以及阴影沉积法由于缺乏较好的控制性，因而制备得到的纳米间隙的均一性较差且成功率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种纳米间隙的制备方法，本发明提供的纳米间隙的在具有寻址能力的同时，纳米间隙的均一性好。

本发明提供了一种纳米间隙的制备方法，包括：

1)在沉积第一金属薄膜的样品中的金属薄膜上进行光刻处理，得到被部分光刻胶保护第一金属薄膜的样品；

2)对得到的被部分光刻胶保护第一金属薄膜的样品中光刻胶未保护部分的第一金属进行刻蚀，得到刻蚀后的样品；

3)在刻蚀后的样品上沉积金属氧化物，得到沉积有金属氧化物的样品；

4)对沉积有金属氧化物的样品中水平方向沉积的金属氧化物刻蚀，得到去除了水平方向沉积的金属氧化物的样品；

5)在去除了水平方向沉积的金属氧化物的样品上沉积第二金属，得到沉积第二金属薄膜的样品；

6)将沉积第二金属薄膜的样品中的光刻胶、光刻胶上的第二金属薄膜以及金属氧化物去除，得到纳米间隙。

优选的，所述第一金属为金、银、铂或铜。

优选的，所述第二金属为金、银、铂或铜。

优选的，所述金属氧化物为溶于酸的金属氧化物或溶于碱的金属氧化物。

优选的，所述步骤1)的光刻处理包括光刻胶的涂覆、曝光、显影和定影；

其中，所述光刻胶为正性光刻胶。

优选的，所述曝光的曝光方式为电子束曝光、深紫外曝光、极紫外曝光、X射线曝光或纳米压印。

优选的，所述步骤2)的刻蚀为氩离子刻蚀。

优选的，所述步骤3)中沉积金属氧化物的沉积方式为单原子层沉积。

优选的，所述步骤5)的沉积第一金属的沉积方式为氩离子溅射沉积、激光溅射沉积、热蒸发沉积或电子束热蒸发沉积。

本发明还提供了一种本发明的制备方法制备的纳米间隙在制备电子器件中的应用。

与现有技术相比，本发明提供了一种纳米间隙的制备方法，通过在沉积第一金属薄膜的样品上进行光刻处理，得到部分光刻胶保护第一金属薄膜的样品，然后刻蚀除去未被光刻胶保护的第一金属，得到刻蚀后的样品，在刻蚀后的样品上沉积金属氧化物，得到沉积有金属氧化物的样品；对沉积有金属氧化物的样品中水平方向的金属氧化物刻蚀，得到去除水平方向金属氧化物的样品；在去除水平方向金属氧化物的样品上沉积第二金属，得到沉积第二金属薄膜的样品；将沉积第二金属薄膜的样品中的光刻胶、光刻胶上的金属薄膜以及金属氧化物去除，得到纳米间隙；实验结果表明，本发明提供的纳米间隙的制备方法，不仅具有寻址能力，而且纳米间隙的间隙宽度均一性好且成功率高；另外，本发明提供的制备方法能够精确调控纳米间隙的间隔，且能制备得到小于10纳米间隔的纳米间隙结构。

附图说明

图1为本发明制备纳米间隙的制备中各个步骤得到的样品的结构示意图；

图2为本发明实施例1制备得到的纳米间隙的电镜扫描图；

图3为本发明实施例2制备得到的纳米间隙的电镜扫描图。

具体实施方式

本发明提供了一种纳米间隙的制备方法，包括：

1)在沉积第一金属薄膜的样品中的金属薄膜上进行光刻处理，得到被部分光刻胶保护第一金属薄膜的样品；

2)对得到的被部分光刻胶保护第一金属薄膜的样品中光刻胶未保护部分的第一金属进行刻蚀，得到刻蚀后的样品；

3)在刻蚀后的样品上沉积金属氧化物，得到沉积有金属氧化物的样品；

4)对沉积有金属氧化物的样品中水平方向沉积的金属氧化物刻蚀，得到去除了水平方向沉积的金属氧化物的样品；

5)在去除了水平方向沉积的金属氧化物的样品上沉积第二金属，得到沉积第二金属薄膜的样品；