[发明专利]基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法

权利要求书

1.基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

1）将光刻胶溶液均匀旋涂在硬基底S1上，形成光刻胶薄膜，利用曝光技术在光刻胶薄膜的表面加工制备预先设计的特定结构的微纳图案，将加工制备的具有微纳图案的光刻胶薄膜作为制备具有微纳结构蚕丝纤维模板的原始模板；

2）将未交联的PDMS溶液均匀涂覆在具有微纳图案的光刻胶薄膜的表面，整体放置于真空干燥箱内，进行加热交联，所述交联条件为：真空度0.09 MPa，加热温度65摄氏度，交联时间30分钟；交联后，将PDMS所形成的软模板从光刻胶表面整体均匀的取下，得到表面具有光刻胶表面图案结构互补微纳图案的PDMS软模板；所述原始模板表面的微纳图案仍然完整有序存在并且可以继续用于制备图案化的PDMS 软模板；

3）将具有一定浓度的蚕丝纤维水溶液均匀滴膜在硅片基底上，硅片基底起支撑作用，然后立即将具有微纳图案的PDMS软模板平放在蚕丝纤维滴膜上，室温静置干燥，待水分完全蒸发后取下PDMS软模板，然后将蚕丝纤维薄膜放入真空干燥箱干燥，得到具有图案化的蚕丝纤维模板，所述PDMS软模板仍然可以继续制备图案化的蚕丝纤维模板；将蚕丝纤维模板放入甲醇水溶液中处理一定时间后，放入真空干燥箱干燥待用；

4）配置一定浓度的半导体聚合物溶液，采用旋涂的方法制备具有一定厚度的聚合物薄膜于硬基底S2上形成半导体聚合物薄膜，将步骤3）制备的蚕丝纤维模板具有微纳图案的一面与平放在半导体聚合物薄膜表面，整体置入纳米压印系统中，利用纳米压印方法选择合适的温度、时间和压力后，释放压力，取出蚕丝纤维模板，得到图案化的半导体聚合物模板；所述蚕丝纤维模板可以继续使用制备具有图案化的半导体聚合物模板。

2.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述光刻胶为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

3.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述蚕丝纤维水溶液浓度为8-20%；所述蚕丝纤维水溶液制备方法为：将天然蚕丝放入质量分数为0.06 %的碳酸钠水溶液中，在100℃下脱胶处理24h，30℃下烘干；以 氯化钙：无水乙醇：去离子水=1:2:8（摩尔比）溶液进行溶解10h-24h；在去离子水中透析36h，离心分离；将离心液在55℃下浓缩8小时以上即得蚕丝纤维水溶液。

4.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述蚕丝纤维薄膜的厚度为300-800um。

5.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述甲醇水溶液体积浓度为90%，蚕丝纤维模板在甲醇溶液中的浸泡时间为5h。

6.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述半导体聚合物溶液的旋涂转速为500至7000rpm，所得半导体聚合物薄膜的厚度范围为30nm至1um。

7.根据权利要求1所述的基于蚕丝纤维的图案化半导体聚合物薄膜制备方法，其特征在于，所述纳米压印方法中温度为0℃-150℃、压力为10-70bar，时间为10-1800s。