1.一种透明光催化薄膜,其特征在于,包括:一透明衬底;垂直生长于透明衬底上的纳米薄膜;纳米薄膜的平面与透明衬底垂直;所述纳米薄膜的底部与透明衬底通过化学键相键合;纳米薄膜的材料为半导体光催化材料。
2.根据权利要求1所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述纳米薄膜具有多个微镂空结构,从而构成纳米网。
3.根据权利要求1或2所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述纳米网由纳米线垂直于透明衬底生长且相邻纳米线的侧面相接触形成纳米薄膜,再经纳米薄膜刻蚀形成微镂空区域。
4.根据权利要求3所述的透明光催化薄膜,其特征在于,相接触的所述纳米线之间通过化学键相键合。
5.根据权利要求3所述的透明光催化薄膜,其特征在于,纳米线的直径即为所述纳米薄膜的厚度。
6.根据权利要求4所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述纳米薄膜的厚度不大于10nm。
7.根据权利要求6所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述纳米网的厚度不大于5纳米。
8.根据权利要求3所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述微镂空结构为纳米级微孔。
9.根据权利要求8所述的透明光催化薄膜,其特征在于,相邻的所述微镂空结构之间的间距不大于10nm。
10.根据权利要求1所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述透明衬底为单层石墨烯薄膜。
11.根据权利要求1所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述光催化材料为宽带隙半导体光催化材料。
12.根据权利要求11所述的透明光催化复合结构,其特征在于,所述宽带隙半导体光催化材料为所述钛合金纳米线和/或锌合金纳米线。
13.根据权利要求12所述的透明光催化薄膜,其特征在于,所述钛合金纳米线为二氧化钛纳米线,所述锌合金纳米线为氧化锌纳米线。
14.一种权利要求1-13任一项所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤01:提供一透明衬底;
步骤02:在所述透明衬底上生长纳米薄膜;所生长的纳米薄膜所在平面垂直于所述透明衬底,所述纳米薄膜的底部与透明衬底通过化学键相键合。
15.根据权利要求14所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤02之后还包括:步骤03,在所述纳米薄膜上刻蚀出多个所述微镂空结构,从而形成纳米网。
16.根据权利要求15所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤03中,采用等离子体刻蚀技术或激光蚀刻来刻蚀出所述微镂空结构。
17.根据权利要求14或15所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤02中,纳米薄膜的生长过程包括:
步骤021,在所述透明衬底上制备一维纳米种子阵列;
步骤022,以纳米种子阵列为基,每颗纳米种子曲向生长出纳米线,从而形成纳米线阵列;
步骤023,相邻纳米线的侧面相互接触,从而形成垂直于透明衬底的纳米薄膜。
18.根据权利要求17所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,在所述步骤021中,其中至少有一列一维纳米种子阵列的制备包括:首先,在所述透明衬底上形成纳米种子前驱体溶液,干燥后形成纳米种子薄膜;其次,采用激光诱导技术在所述纳米种子薄膜上划出纳米级痕迹,纳米级痕迹区域诱导出纳米种子阵列。
19.根据权利要求18所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述纳米级痕迹的线宽等于或大于纳米种子的直径,所述纳米种子阵列所在区域的宽度等于所述纳米级痕迹的线宽。
20.根据权利要求18所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述纳米级痕迹的线宽不超过5nm。
21.根据权利要求20所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述纳米级痕迹的线宽不超过1nm。
22.根据权利要求17所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤021中,其中至少有一列一维纳米种子阵列的制备包括:
首先,在透明衬底上形成一层掩膜;
然后,对掩膜进行光刻和/或刻蚀形成一道纳米级开口;
最后,在纳米级开口所暴露的透明衬底上形成纳米种子阵列。
23.根据权利要求22所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,当掩膜的材料为光敏感性材料时,采用光刻工艺在掩膜上刻蚀出一道纳米级开口;当掩膜的材料为无机材料时,采用光刻和刻蚀工艺或者仅采用各向异性刻蚀工艺来在掩膜上刻蚀出一道纳米级开口。
24.根据权利要求22所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,采用物理气相沉积法、溶胶凝胶法、喷涂法、电镀法、磁控溅射法在纳米级开口所暴露的衬透明衬底上形成纳米种子阵列;或者将种子溶液旋涂或滴在纳米级开口所暴露的透明衬底上后干燥形成纳米种子阵列。
25.根据权利要求17所述的透明光催化薄膜的制备方法,其特征在于,所述步骤022中,采用化学气相沉积法、水溶液法、或电化学镀法来生长纳米线。
26.一种半导体器件,其特征在于,包括权利要求1所述的透明光催化薄膜。