[发明专利]一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法

权利要求书

1.一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）：利用原子层沉积设备在多孔聚氨酯模板上生长柔性铜纳米薄膜；具体的包括：

步骤101）：将原子层沉积设备反应腔室的温度设定为100-300℃，待达到所需温度后将多孔聚氨酯海绵模板放入反应腔室中；

步骤102）：先将铜源前驱体1脉冲进入反应腔室，并化学吸附在多孔聚氨酯海绵模板表面，同时控制前驱体1温度为80-150℃，脉冲时间1-10 s，铜源前驱体1为含铜元素的脒基类前驱体源；

步骤103）：待模板表面反应吸附饱和后，用惰性气体N₂吹洗腔体10-100s，将多余的反应前驱体1吹洗出反应腔；

步骤104）：将还原性前驱体2脉冲进入反应腔室，同时控制还原性前驱体2温度为25℃，脉冲时间10-100 ms，使其与步骤103）中化学吸附在模板表面的铜源前驱体1发生反应，还原性前驱体2为含还原性的肼类；

步骤105）：待第二个半反应完成后，再用惰性气体N₂清洗腔体20s，将多余的反应前体及其副产物吹洗出反应腔，至此一个沉积循环完成，同时设定的循环次数结束后，薄膜的沉积过程完成；

步骤2）：将步骤1）中沉积有铜纳米薄膜的聚氨酯模板放置于石英坩埚中，置于气氛管式炉中，以5升/分钟的流速通入O₂，在600-800℃下灼烧1-2小时以除去有机模板；

步骤3）：冷却后，以1升/分钟的流速通入H₂/CO，在400-500℃灼烧为0.5-1小时，待其自然冷却后，即可得到较为纯净的自支撑的铜泡沫；

步骤4）：将步骤3）中得到的铜泡沫依次在酒精和去离子水中超声清洗，除去可能残留的有机物和无机杂质，真空烘干后即可得到纯净的铜泡沫。

2.根据权利要求1所述的一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法，其特征在于，步骤105）中通过调控沉积的循环次数来调控铜纳米薄膜的厚度。

3.根据权利要求1所述的一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法，其特征在于，步骤2）中可通过将沉积有铜纳米薄膜的三聚氰胺泡沫在热碱性溶液中除去有机模板。

4.根据权利要求1所述的一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法，其特征在于，步骤4）中制得的铜泡沫具有三维网状通孔结构，且铜骨架厚度均匀，致密，厚度从几纳米到几百纳米精确可控。

5.根据权利要求1所述的一种基于原子层沉积技术的泡沫铜制备方法，其特征在于，步骤4）中超声清洗时间为5min，烘箱内的烘干温度为60℃。