[发明专利]用于制备多孔模板的衬底及制备方法、多孔模板的制备方法

说明书

本发明公开了用于制备多孔模板的衬底，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。本发明还公开了用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板；(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中；(3)在氢气气氛中对镀钛基板在600‑680℃保温预烘烤3‑10min；(4)通入NH3和H2混合气体，在600‑680℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化3～15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。本发明的模板的尺寸取决于衬底本身而不受制于制备方法，更加适用于大尺寸工业生产需求。

技术领域

本发明涉及多孔模板制备领域，特别涉及一种用于制备多孔模板的衬底及制备方法、多孔模板的制备方法。

背景技术

纳米线、纳米柱、纳米管等一维纳米结构是目前纳米科技与凝聚态物理研究中当之无愧的热点课题，量子尺寸效应赋予了该结构很多体材料所无法比拟的优越物理性能，也使一维纳米结构在构造如激光器、自旋电子器件与量子计算机等纳米尺度元器件上有着极为广泛的应用。尤其是以III族氮化物纳米线为代表的半导体一维纳米结构，不仅可以用于在单一纳米线上制备具有复杂功能的纳米基件，还能用来连接各种纳米器件，有希望实现真正意义上的纳米集成。

目前一维纳米结构的制备方法主要分为模板法与催化剂法，其中，催化剂法生长一维纳米结构由于存在取向性较差、纳米结构顶部常存在催化剂液滴难以去除、难以生长功能结等原因而难以实现使用，目前更有可能实现实用性应用的便是模板法。传统的模板法使用的模板多为使用光刻或电化学合成等方法制备而成，生长而成的一维纳米结构多具有高度均一的尺寸与取向性。然而上述方法需要在外延生长之前对衬底进行复杂的预处理，并且使用模板受制备时的工艺条件等影响显著，存在或多或少的成本、尺寸、工艺不稳定等限制。这是进一步实现III族氮化物以为纳米器件的进一步成果转化必须解决的问题之一。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种用于制备多孔模板的衬底，在该衬底上制备多孔模板，模板的尺寸取决于衬底本身而不受制于制备方法，更加适用于大尺寸工业生产需求。

本发明的另一目的在于提供上述用于制备多孔模板的衬底的制备方法。

本发明的再一目的在于提供多孔模板的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

用于制备多孔模板的衬底，依次包括基板、金属钛薄膜、多孔氮化钛薄膜。

所述多孔氮化钛薄膜为由金属钛薄膜表面产生氮化反应开裂形成的多孔氮化钛薄膜。

所述金属钛薄膜的厚度为1-12nm。

所述多孔氮化钛薄膜的厚度为3-15nm。

所述多孔氮化钛薄膜的开孔在氮化过程中生成，孔径在3-10nm之间，孔径间随机分布细碎浅裂纹。

一种用于制备多孔模板的衬底制备方法，包括以下制备方法：

(1)在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板；

(2)将镀钛基板转移到金属有机物化学气相沉积生长设备中；

(3)在氢气气氛中对镀钛基板在600-680℃保温预烘烤3-10min；

(4)通入NH₃和H₂混合气体，在600-680℃温度条件下进行对镀钛基板进行氮化3-15min，金属钛薄膜表面由于氮化反应开裂成的多孔氮化钛薄膜。

步骤(1)所述在基板上沉积金属钛薄膜，得到镀钛基板，具体为：