[发明专利]一种硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、在硅片基底上制备紧密排列的单层有序PS球阵列，从而得到硅片基底单层有序PS球阵列；

步骤B、对所述硅片基底单层有序PS球阵列进行加热，再采用反应离子刻蚀法进行刻蚀，并且在刻蚀过程中至少对刻蚀电流进行一次增大调整，然后在刻蚀完成后去除硅片基底上的单层有序PS球阵列，从而制得硅基多刺状纳米锥有序阵列；

所述的在刻蚀过程中至少对刻蚀电流进行一次增大调整包括：按照初始刻蚀电流至少刻蚀1min后再对刻蚀电流进行调整，并且相邻两次刻蚀电流调整之间至少相隔1min，每次调整后与调整前的刻蚀电流至少相差1A；

所述的采用反应离子刻蚀法进行刻蚀包括：采用六氟化硫作为工作气体对加热后的硅片基底单层有序PS球阵列进行刻蚀，气体流量控制在20～50scc/min、气体压强控制在1～4Pa，整个刻蚀过程的刻蚀时间控制在4～8min，整个刻蚀过程的刻蚀电流控制在1～3A、刻蚀功率控制在150～250W。

2.根据权利要求1所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，所述的在硅片基底上制备紧密排列的单层有序PS球阵列包括以下步骤：

步骤A1、将硅片基底依次放入丙酮、乙醇、第一混合液、去离子水中进行超声清洗，再对清洗后的硅片基底进行烘干处理，然后放置于紫外臭氧清洗机中辐照10～40min，从而获得表面亲水的硅片基底；其中，所述的第一混合液由质量浓度为1.84g/ml的浓硫酸与质量浓度为1.1g/ml的双氧水按照体积比3:1混合而成；

步骤A2、将步骤A1处理后的硅片基底放入PS球乙醇稀释液，并采用气-液界面自组装方法在所述硅片基底上合成紧密排列的单层有序PS球阵列。

3.根据权利要求2所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，所述的PS球乙醇稀释液采用以下方法制备而成：取PS球直径为500～1000nm的PS球悬浮液，并与乙醇等体积混合，再进行10～30min的超声振荡处理，从而制得分散均匀的PS球乙醇稀释液。

4.根据权利要求1所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，所述的在刻蚀完成后去除硅片基底上的单层有序PS球阵列包括：将刻蚀完成后的硅片基底单层有序PS球阵列浸泡在清洗溶剂中进行5～20min的超声处理，再用去离子水进行清洗，从而去除硅片基底上的单层有序PS球阵列。

5.根据权利要求4所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，所述的清洗溶剂为二氯甲烷、甲苯、乙苯、二甲苯、氯仿中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的制备方法，其特征在于，还包括：以所述硅基多刺状纳米锥有序阵列为模板，采用物理沉积方法在该模板的表面沉积一层厚度为10～50nm的金膜，从而制得沉积有金膜的硅基多刺状纳米锥有序阵列。

7.一种硅基多刺状纳米锥有序阵列的应用，其特征在于，以上述权利要求1至6中任一项所制得的硅基多刺状纳米锥有序阵列为模板，采用物理沉积方法在该模板的表面沉积一层厚度为10～50nm的金膜，从而制得沉积有金膜的硅基多刺状纳米锥有序阵列；将所述沉积有金膜的硅基多刺状纳米锥有序阵列直接作为表面增强拉曼效应的衬底材料。

8.根据权利要求7所述的硅基多刺状纳米锥有序阵列的应用，其特征在于，将所述沉积有金膜的硅基多刺状纳米锥有序阵列直接作为表面增强拉曼效应的衬底材料，用于对对氨基苯硫酚进行拉曼检测。