[发明专利]一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法

摘要

一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，属于功能材料技术领域。通过气体等离子体对电中性的聚合物薄膜基底表面进行处理，使其表面产生带电荷的化学基团，在不同温度下热退火处理，然后利用层层自组装技术，使其表面吸附携带有正电荷的聚电解质，此时基底上便具有不同密度的正电荷，最后将基底浸泡在预先制备得到的带有相反电荷的金属纳米粒子溶液中足够长时间，取出冲洗、吹干后便可得到不同粒子间距、密度和光学性质的二维金属纳米粒子阵列。此外，将具有温度梯度的热源应用在热退火这一步中，最终可以得到具有大面积梯度的样品，其纳米粒子的间距、密度，以及光谱中的吸收峰的强度和峰位在整个样品上呈现梯度变化。

主权项

1.一种调节二维金属纳米粒子阵列的间距、密度和光学性质的方法，其步骤如下：1)聚合物薄膜基底的制备：将聚合物溶解在有机溶剂中，得到质量分数为1％～5％的聚合物溶液；将0.2～2mL聚合物溶液滴加在表面干燥、清洁、亲水的固体基片上，在转速1000～5000rpm的条件下匀胶0.5～2min旋涂成膜，随后在100～200℃下烘烤5～20min，除去残余溶剂，从而在固体基片上得到聚合物薄膜基底；2)将步骤1)所制得的固体基片连同聚合物薄膜基底放置在等离子清洗机中处理10～60s，腔体中气体压强为200～1000mbar，射频源功率为5～20W；3)将步骤2)处理过的固体基片连同聚合物薄膜基底置于50～160℃的表面温度分布均一的热源上或热源中，或者置于具有温度梯度的热源上或热源中进行5～20min的热退火处理，具有温度梯度的热源的高温处温度为150～170℃，低温处温度为30～60℃；随后浸泡在质量分数为0.1～1％的携带正电荷的聚合物水溶液中1～20min，取出后用去离子水冲洗，并用氮气吹干；4)将步骤3)所得的聚合物薄膜基底浸泡在浓度为5×109～3×1012个/mL、表面带有负电荷的金属纳米粒子的水溶液中6～12h进行吸附，取出后依次用去离子水和无水乙醇冲洗，最后用氮气吹干，从而得到间距、密度和光学性质可调的二维金属纳米粒子阵列。