可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模板的制備方法，尤其是一種可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于在光伏、生物傳感器、有序納米材料制作、細(xì)胞迀移和粘附等方面的巨大應(yīng)用前景，金屬納/微米孔模板的研宄受到了廣泛的關(guān)注。目前，制備有序金屬納/微米孔模板的方法很多，主要有電子束曝光、聚焦離子束、光刻、納米壓印技術(shù)等。這些技術(shù)利用先進(jìn)的半導(dǎo)體加工設(shè)備，實現(xiàn)了金屬納/微米孔的周期、孔徑、填充比的高精度控制；然而，由于這些技術(shù)涉及復(fù)雜的半導(dǎo)體工藝，致使制備成本較高。為解決這一問題，人們作了一些有益的嘗試和努力，如中國發(fā)明專利申請CN 103145095A于2013年6月12日公布的一種全色結(jié)構(gòu)色或可變色顏色圖案陣列的制備方法。該專利申請中提及了于非緊密堆積單層聚苯乙烯微球的基底上依次垂直沉積1.5?2nm厚的鉻和50?200nm厚的金或銀后，再用氯仿除去聚苯乙烯微球及其表面沉積的金屬，從而在基底上得到大面積結(jié)構(gòu)有序的貴金屬納米孔陣列。但是，這種制備方法雖獲得了大面積結(jié)構(gòu)有序的納米孔陣列，卻因納米孔陣列仍與基底結(jié)合在一起而極大地限制了應(yīng)用的范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種可有效地剝離基板的可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板的制備方法。
[0004]為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為:可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板的制備方法包括電鍍法或蒸發(fā)法或濺射法，特別是主要步驟如下:
[0005]步驟1，先將聚苯乙稀微球單層密排于基板上后，置于110?130°C下加熱6?8s，得到粘附有聚苯乙烯微球的基板，再使用氧等離子體刻蝕聚苯乙烯微球，得到粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板；
[0006]步驟2，先使用電鍍或熱蒸發(fā)或磁控濺射技術(shù)于粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積2?20nm厚的底層金屬膜，得到覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板，再使用電鍍或熱蒸發(fā)或磁控濺射技術(shù)于覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積惰性金屬膜，得到依次覆有惰性金屬膜、底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板；
[0007]步驟3，先使用二氯甲烷溶解掉基板上的聚苯乙烯微球，得到依次覆有其膜中均留有球形孔的惰性金屬膜和底層金屬膜的基板，再腐蝕掉底層金屬膜后，將漂浮于腐蝕液中的惰性金屬膜撈起，制得可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板。
[0008]作為可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn):
[0009]優(yōu)選地，基板為硅基板，或氧化硅基板，或有機(jī)薄膜基板。
[0010]優(yōu)選地，在將聚苯乙烯微球置于基板上之前，先使用氬等離子體清洗基板。
[0011]優(yōu)選地，使用氧等離子體刻蝕聚苯乙烯微球的時間為I?30s。
[0012]優(yōu)選地，底層金屬膜為鋁膜，或鐵膜，或銀膜，或鈦膜。
[0013]優(yōu)選地，惰性金屬膜為鉻膜，或金膜，或鉑膜。
[0014]優(yōu)選地，溶解掉聚苯乙烯微球的過程為，將基板置于二氯甲烷中至少5min后，超聲二氯甲烷至其渾濁。
[0015]優(yōu)選地，腐蝕掉鋁膜或鐵膜或鈦膜的腐蝕液為1wt %的鹽酸溶液，腐蝕掉銀膜的腐蝕液為65wt %的硝酸溶液。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
[0017]其一，對制備方法制得的產(chǎn)物使用掃描電鏡進(jìn)行表征，由其結(jié)果可知，產(chǎn)物為其上布滿六方有序排列的金屬納/微米孔模板。這種由惰性金屬制作的金屬納/微米孔模板既與基板無損傷地分離，又可根據(jù)用途而便捷地在不同基板之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，大大地拓展了其應(yīng)用的領(lǐng)域。
[0018]其二，制備方法科學(xué)、有效。不僅制得了有序金屬納/微米孔模板，還使其與原模板完全分離而獨自存在，使其不受限地應(yīng)用于所需的場合；進(jìn)而使產(chǎn)物極易于廣泛地應(yīng)用于光伏、生物傳感器、有序納米材料制作、細(xì)胞迀移和粘附等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0019]圖1是對制備方法制得的產(chǎn)物使用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行表征的結(jié)果之一。SEM圖像顯示出產(chǎn)物為模板，該模板上均勻地布滿六方有序排列的金屬納/微米孔。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0021]首先從市場購得或自行制得:
[0022]球直徑為500nm的聚苯乙烯微球；作為基板的硅基板、氧化硅基板和有機(jī)薄膜基板，其中，在將聚苯乙烯微球置于基板上之前，先使用氬等離子體清洗基板；二氯甲烷；鹽酸溶液；硝酸溶液。
[0023]接著，
[0024]實施例1
[0025]制備的具體步驟為:
[0026]步驟1，先將聚苯乙烯微球單層密排于基板上后，置于110°C下加熱8s，得到粘附有聚苯乙烯微球的基板；其中，基板為硅基板。再使用氧等離子體刻蝕聚苯乙烯微球ls，得到粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。
[0027]步驟2，先使用熱蒸發(fā)技術(shù)中的電子束蒸發(fā)技術(shù)于粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積2nm厚的底層金屬膜；其中，底層金屬膜為鋁膜，得到覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。再使用電子束蒸發(fā)技術(shù)于覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積惰性金屬膜；其中，惰性金屬膜為金膜，得到依次覆有惰性金屬膜、底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。
[0028]步驟3，先使用二氯甲烷溶解掉基板上的聚苯乙烯微球；其中，溶解掉聚苯乙烯微球的過程為，將基板置于二氯甲烷中5min后，超聲二氯甲烷至其渾濁，得到依次覆有其膜中均留有球形孔的惰性金屬膜和底層金屬膜的基板。再腐蝕掉底層金屬膜后，將漂浮于腐蝕液中的惰性金屬膜撈起；其中，腐蝕掉鋁膜的腐蝕液為1wt %的鹽酸溶液，制得近似于圖1所示的孔直徑為450nm的可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板。
[0029]實施例2
[0030]制備的具體步驟為:
[0031]步驟1，先將聚苯乙烯微球單層密排于基板上后，置于115°C下加熱7.5s，得到粘附有聚苯乙烯微球的基板；其中，基板為硅基板。再使用氧等離子體刻蝕聚苯乙烯微球8s，得到粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。
[0032]步驟2，先使用熱蒸發(fā)技術(shù)中的電子束蒸發(fā)技術(shù)于粘附有松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積6nm厚的底層金屬膜；其中，底層金屬膜為鋁膜，得到覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。再使用電子束蒸發(fā)技術(shù)于覆有底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板上沉積惰性金屬膜；其中，惰性金屬膜為金膜，得到依次覆有惰性金屬膜、底層金屬膜和松散狀有序聚苯乙烯微球的基板。
[0033]步驟3，先使用二氯甲烷溶解掉基板上的聚苯乙烯微球；其中，溶解掉聚苯乙烯微球的過程為，將基板置于二氯甲烷中6min后，超聲二氯甲烷至其渾濁，得到依次覆有其膜中均留有球形孔的惰性金屬膜和底層金屬膜的基板。再腐蝕掉底層金屬膜后，將漂浮于腐蝕液中的惰性金屬膜撈起；其中，腐蝕掉鋁膜的腐蝕液為1wt %的鹽酸溶液，制得近似于圖1所示的孔直徑為390nm的可轉(zhuǎn)移有序金屬納/微米孔模板。
[0034]實施例3
[0035]制備的具體步驟為:
[0036]步驟1，先將聚苯乙烯微球單層密排于基板上后，置于120°C下加熱7s，得到粘附有聚苯乙烯微球的基板；其中，基板為硅基板。再使用氧等離子體刻蝕聚苯乙烯微球15s，得到粘附有松散狀有序