專利名稱：一種可移植納米級厚度的連續(xù)金膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料和薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可移植納米級厚度連續(xù)金膜及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
金膜由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不氧化、耐腐蝕，又有好的延展性和電導(dǎo)性，是一種非常優(yōu)秀的導(dǎo)電、保護(hù)隔離介質(zhì)，是科研、實(shí)際應(yīng)用中不可多得的材料。幾十納米厚度的連續(xù)金膜，還具有優(yōu)良的感受震動性能。精密機(jī)械和微型裝置需要很薄的金膜作為密封材料，這種連續(xù)金膜是一種很好的選擇。
對于現(xiàn)在蓬勃興起的納米電子學(xué)，通常采用對高溫、高壓抵抗能力不強(qiáng)的有機(jī)分子作為功能單元，過高溫度或者太大的沖擊都可能使有機(jī)分子分解或者失效。用可移植金膜作為頂電極可以解決這個難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種適應(yīng)性廣、性能優(yōu)越、方便易得、厚度為幾十納米的連續(xù)金屬膜及其制備方法。這種金屬薄膜可裁剪、可移植，有廣泛的用途。
本發(fā)明提出的這種可移植金膜其厚度可以嚴(yán)格控制，連續(xù)平整，表面起伏僅為3-15納米，厚度范圍為從20～90納米；面積可以通過掩膜尺寸設(shè)定，面積范圍為0.1mm2～10cm2。并且由常規(guī)的真空蒸鍍方法淀積成膜，然后利用強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中浸泡，使金膜與基底脫離而獲得。
本發(fā)明還提出了這種超薄可移植自由金膜的制備方法用常規(guī)的真空蒸鍍的方法在云母表面淀積金膜。薄膜冷卻后，從真空室取出后，放入強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中浸泡，其中強(qiáng)酸可以是硫酸、硝酸、鹽酸；有機(jī)溶液可以是四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等；0.5～72小時后，原來附著于云母表面的金膜成塊狀脫落，在強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中成為可移植的自由金膜。用干凈玻片將金膜遷移出來，置于去離子水中，洗去金膜表面粘附物。最后將金膜置于去離子水中保存待用。
將被水浸濕的金膜移到所需的物體表面，待水分蒸發(fā)以后，金膜自然粘附于物體表面，不易脫落。
本發(fā)明提出的超薄可移植自由金膜使用方便，可以像膠布一樣根據(jù)需要隨時粘貼使用，可以適用起伏、臺階、拐角等各種不規(guī)整表面，尤其是對于不能進(jìn)行蒸鍍、濺射等鍍膜過程的場合，這種薄膜更加優(yōu)勢明顯。是當(dāng)前納米電子學(xué)研究中，解決真空蒸鍍電極對有機(jī)分子層造成破壞的一個有效途徑。
本發(fā)明提出的金膜由于厚度為幾十納米，震動性能優(yōu)良。這種薄膜能感受空氣的震動，可用于聲控竊聽器和聲控光探測器。比如將這種金膜粘帖在中空微腔的一端，聲波可以導(dǎo)致金膜震動，再用激光或其他手段探測金膜的震動幅度和頻率來間接探測聲音和周圍存在的各種振動情況。
這種薄膜還可以用于探測水的振動。將這種金膜安裝在潛水艇的微型振動探測器中可以探測水下的振動情況，因此在軍工行業(yè)有特殊用途。
這種金膜還可以作為超薄的金箔，應(yīng)用于核動力堆安全檢測中的劑量、能譜測量以及外科縫合手術(shù)中的隔離組織。
本發(fā)明提出的納米厚度金膜還可以作為精密機(jī)械和微型機(jī)械的密封材料來使用。還可以應(yīng)用于教學(xué)科研中需要金屬連接、膜層保護(hù)的場合。
這種薄膜也可以用作納米電子器件中的無損電極。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述金膜的制備過程實(shí)施例1采用新鮮解理的云母作基底，用真空蒸鍍的方法在其解理面淀積金膜。鍍膜設(shè)備為北京儀器廠生產(chǎn)的DM-300B型真空鍍膜機(jī)(鐘罩尺寸Φ300mm×450mm)。真空抽到10Pa時，50～100mA轟擊基體表面5分鐘。開始蒸發(fā)壓強(qiáng)2×10-3Pa。蒸發(fā)電流120A，蒸發(fā)時間30分鐘。晶體振蕩器測得金膜厚度為50nm。
配體積濃度比為1∶3(硝酸∶水)的硝酸溶液40ml，將含金膜的云母片浸入其中，浸泡5小時，金膜從邊角的地方先翹起，然后脫離云母表面。取干凈玻片，將剝離下來的金膜遷移到去離子水中。用去離子水沖洗金膜表面，去除殘余硝酸。最后將金膜泡于去離子水中待用。
實(shí)施例2采用新鮮解理的云母作基底，用真空蒸鍍的方法在其解理面淀積金膜。鍍膜設(shè)備為北京儀器廠生產(chǎn)的DM-300B型真空鍍膜機(jī)(鐘罩尺寸Φ300mm×450mm)。真空抽到10Pa時，50～100mA轟擊基體表面5分鐘。開始蒸發(fā)壓強(qiáng)2×10-3Pa。蒸發(fā)電流120A，蒸發(fā)時間30分鐘。晶體振蕩器測得金膜厚度為80nm。
配摩爾濃度為0.1mol/L的DMF水溶液，將含金膜的云母片浸沒其中，浸泡19小時，金膜從邊角的地方先翹起，然后脫離原基體表面。取干凈玻片，將脫落的金膜遷移到去離子水中。用去離子水沖洗金膜表面，去除殘余DMF。最后將金膜泡于去離子水中待用。
權(quán)利要求
1.一種可移植納米級厚度的連續(xù)金膜，其特征在于厚度為20～90納米；面積為0.1mm2～10cm2，可以移植，并由真空蒸鍍成膜，然后利用強(qiáng)酸或有機(jī)溶液浸泡，使金膜與基底脫離而獲得。
2.一種如權(quán)利要求1所述的金膜的制備方法，其特征在于具體步驟為用真空蒸鍍的方法在新鮮解理的云母片表面淀積金膜；薄膜冷卻從真空室取出，放入強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中浸泡0.5-72小時，原來附著于云母表面的金膜成塊狀脫落，在強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中成為可移植的自由金膜；用干凈玻片將金膜從強(qiáng)酸或有機(jī)溶液中遷移出來，置于去離子水中，洗去原來金膜表面粘附的強(qiáng)酸或有機(jī)溶液；最后將金膜置于去離子水中保存待用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的強(qiáng)酸為硫酸、鹽酸或硝酸，所述的有機(jī)溶劑為四氫呋喃或N，N-二甲基酰胺。
4.一種如權(quán)利要求1所述的金膜的用途，其特征在于作為金屬連接和保護(hù)膜，或者作為納米電子器件中的無損電極，或者作為聲控竊聽器和聲控光探測竊聽器以及水下振動探測器中的震動膜，或者作為超薄的金箔，應(yīng)用于核動力堆安全檢測中的劑量、能譜測量以及外科縫合手術(shù)中的隔離組織用的超薄膜金箔，或者作為精密機(jī)械和微型裝置的密封材料。
全文摘要
本發(fā)明屬于納米材料和薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可移植納米厚度金膜及其制備方法和應(yīng)用。用真空沉積法在云母基底上沉積一層幾十納米厚度的金膜，再用強(qiáng)酸或者有機(jī)溶液浸泡，可使金膜與基底脫離，形成可移植的自由金膜。這種可移植納米級厚度的金膜可作為優(yōu)良的聲控震動膜和密封材料。此外，還適用于需要金屬連接和保護(hù)但無法蒸鍍的場合，尤其適用于納米電子器件的制作和研究，有廣泛的實(shí)用價值。
文檔編號C23G1/00GK1786260SQ20051011125
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月8日
發(fā)明者徐偉, 藍(lán)碧健 申請人:復(fù)旦大學(xué)