[发明专利]一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法

权利要求书

1.一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其步骤如下：

1)聚合物薄膜基底的制备：将聚合物溶解在有机溶剂中，得到质量分数为1％～5％的聚合物溶液；将0.2～2mL聚合物溶液滴加在表面干燥、清洁、亲水的固体基片上，在转速1000～5000rpm的条件下匀胶0.5～2min旋涂成膜，随后在100～200℃下烘烤5～20min，除去残余溶剂，从而在固体基片上得到聚合物薄膜基底；

2)将步骤1)所制得的固体基片连同聚合物薄膜基底放置在等离子清洗机中处理10～60s，腔体中气体压强为200～1000mbar，射频源功率为5～20W；

3)将步骤2)处理过的固体基片连同聚合物薄膜基底置于50～160℃的表面温度分布均一的热源上或热源中，或者置于具有温度梯度的热源上或热源中进行5～20min的热退火处理，具有温度梯度的热源的高温处温度为150～170℃，低温处温度为30～60℃；随后浸泡在质量分数为0.1～1％的携带正电荷的聚合物水溶液中1～20min，取出后用去离子水冲洗，并用氮气吹干；

4)将步骤3)所得的聚合物薄膜基底浸泡在浓度为5×10⁹～3×10¹²个/mL、表面带有负电荷的金属纳米粒子的水溶液中6～12h进行吸附，取出后依次用去离子水和无水乙醇冲洗，最后用氮气吹干，从而得到间距、密度和光学性质可调的二维金属纳米粒子阵列。

2.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：是将固体基片置于丙酮中超声清洗5～15min，再用无水乙醇超声清洗5～15min，随后用去离子水清洗5～10次，至无乙醇残留；然后用质量分数为98％浓硫酸和质量分数为30％过氧化氢的混合溶液煮沸处理20～40min，两种溶液的体积比为2：1；再用去离子水反复清洗至无酸残留，最后在80～130℃条件下烘烤20～30min，即得到表面干燥、清洁、亲水的固体基片。

3.如权利要求2所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：固体基片为玻璃载玻片、石英片或者单晶硅片。

4.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：步骤1)中所述的聚合物为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯酸丁酯，有机溶剂为甲苯或氯仿。

5.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：步骤2)中等离子清洗机所使用气体为空气或氧气。

6.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：步骤3)中热退火所用热源为电加热板、烘箱或明火。

7.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：步骤3)中所述的携带正电荷的聚合物水溶液为聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液或聚乙烯亚胺水溶液。

8.如权利要求1所述的一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其特征在于：步骤4)中所述的金属纳米粒子为金、银、铂、钯、铜或铝的纳米球、纳米棒、纳米三角或纳米立方体。