[发明专利]一种硅基半导体-金属纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于包含以下几个步骤：

1）清洗干净的p-Si单晶硅作为衬底；

2）利用PS小球水中自组装特性，在水中得到单层密排PS小球，通过提拉法在衬底片上覆盖一层密堆积PS小球作为掩膜板；

3）将样品放入等离子体刻蚀机腔室，利用ICP氧气环境刻蚀PS小球；

4）在样品表面磁控溅射金薄膜；

5）将样品置于甲苯中超声去除PS球，获得金网络阵列结构；

6）在室温下将样品放入HF与H₂O₂混合溶液中刻蚀硅纳米线；

7）在样品表面磁控溅射金纳米颗粒；

8）在样品表面原子层沉积Al₂O₃薄膜。

2.根据权利要求1所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤4）中，腔体抽真空至4*10^-4Pa，通入氩气，流量设置为40sccm，功率设置为100W，预溅射120s后打开挡板阀，在样品表面溅射金膜10s ~ 30s。

3.根据权利要求2所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤6）中，在室温稳定在20℃的超净间进行湿法刻蚀，配置氢氟酸和过氧化氢的混合溶液，浓度分别为4mol/L、0.88mol/L，静置10min，将制备有金网络阵列结构的硅片放入溶液中，通过控制刻蚀时间调控硅线长度。

4.根据权利要求3所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤8）中，将样品放入原子层沉积腔室，沉积源为三甲基铝或 四甲乙胺基铪及氧气，生长模式选择plasma模式，升温至300℃，生长速度0.11nm/cycle，沉积100~400个循环。

5.根据权利要求4所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述硅基半导体-金属纳米复合材料的结构自外而内依次包括高温保护层、等离激元吸收层以及有序硅纳米柱阵列陷光层；所述高温保护层为氧化铝；所述等离激元吸收层为金纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述有序硅纳米柱阵列中的硅为p硅和/或n硅。

7.根据权利要求6所述的硅基半导体-金属纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述硅基半导体-金属纳米复合材料用于光热转换反应。