[发明专利]一种金属纳米粒子有序微结构的制备方法

摘要

本发明公开了一种金属纳米粒子有序微结构的制备方法，包括以下步骤(1)将透明基体清洗干净；(2)采用镀膜工艺，在透明基体的表面制备一层金属薄膜；(3)取接收基体放置在计算机控制的三维移动平台上，将透明基体沉积有金属薄膜的一面与接收基体相接触，采用皮秒激光从没有薄膜的一面辐照，在接受基体上沉积有序微结构；(4)将沉积有有序微结构的接收基体加入含或含的化合物溶液中，搅拌至溶液颜色发生变化时停止反应，即在接收基体表面得到金或铂纳米粒子有序微结构。本发明利用皮秒激光脉冲和金属置换反应的原理，提供一种利用还原电位较低金属置换还原电位较高的金属，可获得500nm以下线宽的金属纳米粒子有序微结构，制备工艺简单、效率高、成本低。

主权项

一种金属纳米粒子有序微结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将一透明基体分别用纯净水、洗涤剂、丙酮和乙醇超声清洗5～10min，然后用纯度为99.9％的高压氮气吹干；所述超声清洗的超声频率为20～30kHz、功率为700～1000W；步骤二、采用磁控溅射镀膜工艺，在所述透明基体的表面制备一层锌薄膜，所述锌薄膜厚度为50～80nm；步骤三、取一接收基体放置在计算机控制的三维移动平台上，将所述透明基体的沉积有锌薄膜的一面与所述接收基体相接触，同时采用分束片将皮秒激光器发出的光束以1：1的比例分成两束，然后用两个聚焦透镜将两束光聚焦，并使之作用于所述透明基体的另一面对锌薄膜进行辐照，在计算机程序的控制下，在接受基体上沉积有序的微结构；所述皮秒激光器的工作参数为：脉宽10～100ps，波长500～1200nm，脉冲频率1‑500kHz；步骤四、将沉积有有序微结构的接收基体加入到浓度为0.5～3×10‑5mol/L的含的化合物溶液中，在20～100℃下，搅拌至溶液颜色发生变化时停止反应，将接收基体用乙醇冲洗3～5次，然后烘干，即在接收基体表面得到金或铂纳米粒子有序微结构；所述含的化合物溶液的配制采用的溶剂为去离子水和/或乙醇；所述含的化合物溶液为氯铂酸溶液；所述磁控溅射工艺的工作条件为：首先将磁控溅射仪抽真空至小于5Pa，然后开分子泵，50min后开高真空计，查看溅射真空腔内真空度，直至溅射真空腔内真空度至小于4×10‑4Pa；采用体积比为100∶1的氩气和氧气为本底气体，将透明基体放置在将要溅射的介质靶材上方，然后打开本底气体阀门开关以100毫升/分钟的通入量向腔内充体积比为100∶1的氩气和氧气，同时调节磁控溅射仪闸板阀至工作气压为1.2Pa，接着打开射频电源，调节至靶材溅射所需功率150W，透明基片温度25℃，溅射20～50min，得到金属锌薄膜。