一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法与流程

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一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法与流程

本发明涉及一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法,属于纳米材料制备技术领域。



背景技术:

纳米粒子阵列由于其周期性结构排布、高纳米粒子密度、表面等离子体特型等性质受到广泛的关注,纳米粒子阵列可用来制作太阳能电池、纳米磁性储能材料,表面增强拉曼散射衬底等,是一种重要的纳米材料。其中,使纳米粒子阵列表现出不同性质的关键在于纳米粒子所沉积的衬底、纳米粒子的排列方式以及纳米粒子的种类等。以贵金属纳米粒子阵列的局域场增强为例,贵金属纳米粒子之间间距越小,之间的局域场增强因子将会以指数形式增长。所以,在功能性衬底上制备高度有序的纳米粒子阵列以及对其结构的控制是决定纳米粒子阵列应用及性能的关键。

目前,对于制备纳米粒子阵列的方法主要分为物理法和化学法两类。物理法制备纳米粒子阵列,主要是利用纳米级别的刻蚀,包括聚焦离子束、电子束、极紫外刻蚀等。如michaelj.sepaniak等人利用电子束刻蚀制备了周期性良好的银纳米粒子阵列。物理法制备纳米粒子阵列具有周期性良好、制备过程稳定等优点。但同时,物理法对于设备的要求较高、制作条件严格、纳米粒子形貌单一,并且,对于10nm左右尺寸的微小结构无法进行制备。由于物理法的限制,化学法制备纳米粒子阵列成为主流。其中,阳极氧化铝模板(aao)辅助制备纳米粒子阵列的方法,由于其操作简单、成本低廉、可在众多不同的固体衬底上制备等优点,成为一种十分常用的制备方法。

阳极氧化铝模板法制备纳米粒子阵列一般分为两个步骤:在酸性环境下电解铝片,制备出具有阵列结构孔洞的超薄氧化铝层,再将超薄氧化铝层移植到衬底上,通过氧化铝孔洞作为模板,在功能性衬底上镀纳米粒子阵列。在功能性衬底上制备纳米粒子阵列,最重要的步骤是将阳极氧化铝模板移植到衬底上后,才可以作为模板引导纳米粒子在衬底上的附着。其中,阳极氧化铝模板的厚度需要减薄到300nm左右才可以有足够的吸附力附着在衬底上。

目前移植超薄氧化铝模板的方法,主要是通过pmma作为支撑层保护超薄阳极氧化铝模板在转移的过程中不弯折、破裂的方法将阳极氧化铝模板移植到衬底上,并且在衬底上成功制备出金的纳米点阵列。minghongwu教授在2010年提出了将pmma镀到超薄氧化铝模板的表面后,再进行去铝基、去阻挡层的操作,pmma作为支撑层可以很好的保护超薄氧化铝模板在移植以及接下来的操作中不会破裂。但是,pmma在超薄氧化铝模板移植到衬底上之后需要被去除,而pmma不溶于水、乙醇等常用溶剂,只在60℃的条件下溶于丙酮。所以,只能用丙酮冲洗超薄氧化铝模板上的pmma。去除的过程中由于超薄氧化铝模板脆弱,不能用加热、超声等方法处理带有pmma的超薄氧化铝模板,导致超薄氧化铝模板表面的pmma难以被去除干净,影响进一步利用超薄氧化铝模板在衬底上镀纳米粒子阵列的效果。而且,丙酮本身具有毒性,排放也会对环境造成污染。

目前移植超薄氧化铝模板的方法,还有通过在衬底上镀一层铝,再对衬底上的铝进行阳极氧化,在衬底上制备出超薄氧化铝模板。sidaliu等人通过在ito玻璃上镀一层厚度约为4μm的铝,再对铝层进行阳极氧化的方法在ito玻璃上制备阳极氧化铝模板。这种方法制备出的阳极氧化铝模板与衬底之间的贴合完美、附着力强,并且不需要将超薄氧化铝模板移植到衬底上的步骤,简化了操作,保证了超薄氧化铝模板的完整。但是,由于铝是镀到衬底上的,无法制备的过薄,无法保证铝表面平整。所以,制备出的氧化铝模板表面不平整、孔洞排布不规整,无法在衬底表面制备出具有良好形貌、规则孔洞排布的纳米粒子阵列。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法,其特点是不需要在移植后去除支撑层,同时超薄氧化铝模板具有规则的孔洞排布。

1、一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法,利用二次阳极氧化法制备超薄氧化铝模板,将超薄氧化铝模板移植到衬底表面,其特征在于,包含以下步骤:(1)利用滴管吸取配置好的pmma溶液,并将滴管内的pmma溶液置于衬底上形成pmma溶液浸润衬底表面;(2)将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的衬底表面;(3)等待pmma溶液中溶剂蒸发后在中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于衬底上,即使得带有铝基的超薄氧化铝模板周围通过pmma连着衬底;(4)将带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉,使得衬底表面不带有铝基、背面带有氧化铝阻挡层;(5)用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,在衬底上得到两面通透的厚度为400-500nm的超薄氧化铝模板。

2、进一步,配置所述的pmma溶液的溶剂为丙酮;pmma的浓度为5wt%-6wt%。

3、进一步,所述去铝基液为在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。

4、进一步,所述去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。

5、进一步,所述超薄氧化铝模板的去阻挡层时间为80-120min。

为达到上述目的,本发明提供一种将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法,具体制备方法包括:

s1制备超薄氧化铝模板。

利用二次阳极氧化法在铝基上形成超薄氧化铝层。

s2将pmma溶液浸润衬底表面。

利用滴管吸取配置好的pmma溶液,并将滴管内的pmma溶液置于衬底上形成pmma溶液浸润衬底表面。

s3将带有铝基的超薄氧化铝模板移植到衬底表面。

将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的衬底表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与衬底的接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于衬底上。

s4将带有铝基的超薄氧化铝模板背面的铝基腐蚀。

将带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀。使得衬底表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。

s5将衬底表面带有阻挡层的超薄氧化铝模板进行去阻挡层操作。

用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,在衬底上得到两面通透的超薄氧化铝模板。

该超薄氧化铝模板移植到衬底上的方法可用来在衬底上制备具有规则排布的纳米粒子阵列。

与现有超薄氧化铝模板移植到衬底上的方法相比,本发明具有的有益效果是:

1、所使用的pmma溶液是作为粘合剂,不作为支撑层镀在超薄氧化铝模板表面,不需在移植到衬底之后再去除pmma。其他用pmma作为支撑层来移植超薄氧化铝模板的方法,需要在移植到衬底之后去除pmma,由于pmma难以去除干净,会影响超薄氧化铝模板之后的应用。

2、使用铝基作为移植过程中支撑超薄氧化铝模板的支撑层,可以保证超氧化铝模板不会由于自身厚度过薄,在移植过程中发生破碎、折叠、与衬底接触不平的情况。可以将超薄氧化铝模板完整的移植到衬底表面。

3、先将超薄氧化铝模板移植到衬底上之后再进行去阻挡层的操作,去阻挡层的过程中衬底起到支撑超薄氧化铝模板的作用,使得超薄氧化铝模板不会在去阻挡层的过程中破裂。其他方法为先去阻挡层后移植到衬底上,在去阻挡层的过程中超薄氧化铝模板没有支撑容易破裂,导致去阻挡层时间不能超过20min,去阻挡层时间过短,阻挡层无法完全去除。

4、移植到衬底上的超薄氧化铝模板具有规则的孔洞排布,可以控制孔洞的孔径、孔间距,可以用来在衬底上制备出具有良好排布的纳米粒子阵列。

附图说明

图1为本发明所用的将两面通透的超薄氧化铝模板移植到任意固体衬底上的方法的示意图。

图2为一次氧化5min去阻挡层时间为80min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图3为一次氧化5min去阻挡层时间为90min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图4为一次氧化5min去阻挡层时间为100min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图5为一次氧化5min去阻挡层时间为110min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图6为一次氧化5.5min去阻挡层时间为120min的两面通透超薄氧化铝模板移植到ito玻璃上,模板和ito玻璃交界处的扫描电子显微镜照片。

图7为一次氧化5.5min去阻挡层时间为120min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图8为一次氧化6min去阻挡层时间为120min的移植到ito玻璃上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图9为一次氧化5min去阻挡层时间为90min的移植到si衬底上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

图10为一次氧化5min去阻挡层时间为80min,利用pmma作为支撑层,将超薄氧化铝模板移植到si衬底上的两面通透超薄氧化铝模板的表面扫描电子显微镜照片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示,首先对超纯铝片进行一次阳极氧化,接着对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,然后对铝片进行二次阳极氧化,在铝基上形成超薄氧化铝层。

然后用滴管将pmma溶液滴加到衬底表面,浸润衬底表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的衬底表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与衬底的接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于衬底上,如图1所示。

然后将已经移植到衬底上的带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得衬底表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,在衬底上得到两面通透的超薄氧化铝模板。

二次阳极氧化法制备超薄氧化铝模板的方法为:将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5-6min,在铝基上形成厚度为400-500nm的超薄氧化铝层。

配制pmma溶液的方法为:将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到pmma的丙酮溶液,pmma浓度为5wt%-6wt%。

衬底可选用si衬底、ito玻璃、柔性衬底等各种固体衬底。

pmma溶液中溶剂的蒸发可通过自然蒸发或加热蒸发方式进行;pmma中溶剂蒸发的过程中,由于表面张力pmma溶液向四周扩散,在超薄氧化铝模板和衬底的接触部分的中间位置形成空隙。

配置去铝基液方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。

配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。

去阻挡层时间为80-120min,得到的两面通透超薄氧化铝模板的孔径为40-80nm。

实施例1

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5min,在铝基上形成厚度为400nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到5wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为80min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为40nm,如图2所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为40nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例2

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5min,在铝基上形成厚度为400nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到5wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为90min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为50nm,如图3所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为50nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例3

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5min,在铝基上形成厚度为400nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到5.5wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为100min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为60nm,如图4所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为60nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例4

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5min,在铝基上形成厚度为400nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为110min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为70nm,如图5所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为70nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例5

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为5.5min,在铝基上形成厚度为450nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为120min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,如图6所示。超薄氧化铝模板孔径为80nm,如图7所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为80nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例6

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为80min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为40nm。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为40nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例7

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为90min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为50nm。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为50nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例8

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为100min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为60nm。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为60nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例9

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为110min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为70nm。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为70nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例10

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到ito玻璃表面,浸润ito玻璃表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的ito玻璃表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与ito玻璃接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于ito玻璃上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到ito玻璃上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得ito玻璃表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为120min,在ito玻璃上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为80nm,如图8所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为80nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例11

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。pmma溶液可通过滴管滴加到si衬底表面,浸润si衬底表面。之后将带有铝基的超薄氧化铝模板的超薄氧化铝模板一面置于带有pmma溶液的si衬底表面,pmma溶液在蒸发的过程中向四周扩散,待pmma溶液中溶剂蒸发后,在超薄氧化铝模板与si衬底接触面的中间部分形成空隙,使得带有铝基的超薄氧化铝模板直接置于si衬底上。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经移植到si衬底上带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得si衬底表面的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。最后用滴管吸取去阻挡层液,并将滴管内的去阻挡层液置于超薄氧化铝模板背面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为90min,在si衬底上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为50nm,如图9所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的ito玻璃上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在ito玻璃上得到具有规则排布,粒径为50nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列。

实施例12

将超纯铝片放在0.4mol/l的草酸溶液中进行一次阳极氧化,反应时间为4h,阳极氧化电压为40v。接着,用1.8wt%铬酸、5wt%磷酸的混合水溶液在60℃的条件下,对一次阳极氧化形成的氧化层进行腐蚀,反应时间为12h。然后将铝片放入0.4mol/l的草酸溶液中进行二次阳极氧化,反应时间为6min,在铝基上形成厚度为500nm的超薄氧化铝层。

然后将pmma的固体粉末置于丙酮中,用磁性加热搅拌器对丙酮进行搅拌加热,得到6wt%的pmma丙酮溶液。将带有铝基的超薄氧化铝模板浸泡在6wt%的pmma丙酮溶液中3s后取出,在带有铝基的超薄氧化铝模板上沾有的pmma丙酮溶液未凝固之前,将铝基一面的pmma丙酮溶液用擦镜纸擦除。等pmma的丙酮溶液凝固后,在超薄氧化铝模板上保留一层pmma作为支撑层。

然后配置去铝基液,配制方法为:在氯化铜的饱和水溶液中加入高氯酸,高氯酸的浓度为10wt%。将已经镀好pmma支撑层的带有铝基的超薄氧化铝模板置入去铝基液中,将背面的铝腐蚀掉。使得已经镀好pmma支撑层的超薄氧化铝模板不带有铝基、背面带有阻挡层。配置去阻挡层液,去阻挡层液为浓度为6wt%磷酸的水溶液。然后将带有pmma支撑层的超薄氧化铝模板的氧化铝模板一面朝下,漂浮在去阻挡层液液面,将超薄氧化铝模板背面的氧化铝阻挡层腐蚀,去阻挡层时间为80min。用si衬底将漂浮在液面上的超薄氧化铝模板捞起,使得超薄氧化铝模板与si衬底直接接触。最后用丙酮溶液浸泡在si衬底上的超薄氧化模板,去除表面的pmma支撑层,浸泡时间为12小时,在si衬底上得到两面通透的超薄氧化铝模板,超薄氧化铝模板孔径为40nm,但表面的pmma无法去除干净,有部分残留,如图10所示。

通过真空蒸镀在带有两面通透的超薄氧化铝模板的si衬底上镀30nm厚的ag,用胶带将超薄氧化铝模板粘住撕掉后,在si衬底上得到粒径为40nm、周期为120nm的银的纳米粒子阵列,该阵列纳米粒子排布不均匀,部分区域由于pmma没有去处干净,没有蒸镀上纳米粒子。

以上所述仅为本发明的几类实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的基本方法和原理之中所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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