[发明专利]一种网状金银复合纳米薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种网状金银复合纳米薄膜的制备方法，通过透明基底层结构的优化，利用物理气相沉积制备具有网状纳米结构的金或银材料；在此基础上旋涂一层光刻胶，并将透明基底一面进行曝光、烘焙、显影，去除具有网状纳米结构的金或银材料孔洞中的光刻胶涂层，保留下附着于其正上方的光刻胶涂层，并以此为基础进行二次物理气相沉积过程，制备一层第二种金或银纳米材料；完成后进行剥离，去除附着于具有网状纳米结构的金或银材料正上方的光刻胶涂层以及第二种金或银纳米材料，留下填充在孔洞中的第二种金或银纳米材料，即得网状金银复合纳米薄膜。本发明可以通过调节金、银体积比以及镂空图案的尺寸、位置的不同来调节薄膜的表面等离激元光谱。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种网状金银复合纳米薄膜的制备方法。

背景技术

金属纳米颗粒的表面等离激元效应是由于纳米颗粒表面电子云受入射电磁波(或入射光)中电场激励，而产生相互作用，形成表面等离激元。这种表面等离激元可产生电场幅度高于入射电磁波103～107倍的局域电场强度，形成局域场增强效应。与此同时，纳米材料与光的相互作用还可形成对入射光的强散射等作用，利用这些特点，在纳米技术领域有着广泛的应用。在生物检测领域，研究发现(如期刊Journal of the AmericanChemicalSociety，第127卷，14992页)，具有表面等离激元效应的贵金属纳米材料是提高拉曼检测型号的有效途径。在能源领域，人们发现同样可以利用纳米薄膜增强太阳能电池对入射光的吸收(如期刊Nature materials，第9卷，205页)。在以往的纳米材料应用过程中，人们研究表明纳米薄膜光学特性与纳米薄膜中纳米颗粒单元以及结构有着密切的联系。在不同的纳米技术领域需要不同光学特性的贵金属纳米薄膜。而制备光学特性可调的纳米复合薄膜是纳米技术领域的一大难题之一。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种网状金银复合纳米薄膜的制备方法，可以通过调节金、银体积比以及镂空图案的尺寸、位置的不同来调节薄膜的表面等离激元光谱。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种网状金银复合纳米薄膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、制作透明基底层

该透明基底层包括带目标镂空图案的上玻璃层以及分别与上玻璃层卡合的下玻璃层A和下玻璃层B；下玻璃层A和下玻璃层B上表面均设有所述目标镂空图案相配合的凸起，卡合后，下玻璃层A的凸起的水平面略高于上玻璃层，下玻璃层B的凸起的水平面与上玻璃层齐平；

S2、将上玻璃层与下玻璃层A对接并固定后，在凸起上表面以及凸出部分的四周侧面分别旋涂一层光刻胶，并置于100℃的烘干炉内烘干，在凸起上表面以及凸出部分的四周侧面留下光刻胶涂层；

S3、在凸起上表面的光刻胶涂层表面，利用真空热蒸镀或磁控溅射制备一层厚度为1nm-20nm的金或银纳米薄膜；

S4、在步骤S3的基础上，去除步骤S2中的光刻胶涂层，完成上玻璃层与下玻璃层A的分离操作，并去除步骤S2中附着于光刻胶涂层正上方的金或银纳米材，得具有网状纳米结构的金或银材料；

S5、将附着有网状纳米结构的金或银材料的上玻璃层与下玻璃层B对接并固定后，在具有网状纳米结构的金或银材料的表面旋涂一层光刻胶，对光刻胶进行软烘后，将透明基底一面朝向曝光光源，进行曝光；曝光后100℃后烘，烘完后进行显影，去除具有网状纳米结构的金或银材料孔洞中的光刻胶涂层，并在正上方保留下与具有网状纳米结构的金或银材料相同图案的光刻胶涂层；

S6、在步骤S5制备的材料基础上，在光刻胶涂层表面，利用热蒸镀或磁控溅射技术再次制备一层第二种金或银纳米材料；第二种金或银纳米材料选用的材料不同于具有网状纳米结构的金或银材料，第二种金或银纳米材料的厚度为5nm-15nm，且小于具有网状纳米结构的金或银材料的厚度；

S7、去除多余的光刻胶和第二种金或银纳米材料；