专利名称：一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米颗粒材料，尤其是涉及一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米
颗粒阵列结构的制备方法。
背景技术：
二维点阵排列的纳米颗粒阵列结构，在生物传感、医学、光电、催化、检测以及 磁学等领域具有潜在应用前景(参考文献1. Amanda J H， Lei Chang at el，J.Phys. Chem. B，2005，127 :2264-2271 ;2. Narayanan R， El-Sayed M A， J.Phys.Chem. B，2005，109 : 12663-12676)。因此，如何能通过成本低、操作简便的方法制备二维点阵排列的纳米颗粒阵 列结构，并保证工艺和结构的可控性和重复性，成为实现上述潜在应用的关键。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种操作步骤比较简便、所需设备比较简单、材料易得、成
本较低的二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方法。 本发明包括以下步骤 1) —个制备单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板的步骤； 2) —个沉积金属的步骤； 3) —个除去聚苯乙烯纳米球模板的步骤。 在步骤1)中，所述制备单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板可将石英玻片 清洗，再将聚苯乙烯纳米球溶胶在清洗后的硅片上进行自组装，干燥，得单一粒径的单层纳 米球六角密排结构模板；所述将石英玻片清洗可将石英玻片先后依次用^(VUS(^、乙醇和 丙酮试剂清洗，所述^02/112504，按体积比最好为1 : 3，所述11202的质量百分比浓度最好为 30% ;所述聚苯乙烯纳米球溶胶最好是离心、分散后的聚苯乙烯纳米球溶胶，所述自组装可 通过滴涂法在清洗后的硅片上进行自组装，所述干燥最好在恒温条件下干燥。
在步骤2)中，所述沉积金属可在单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板上沉 积金属银膜，所述沉积金属银膜可采用物理气相沉积方法，最好真空压强< 1 X 10—4Pa。
在步骤3)中，所述除去聚苯乙烯纳米球模板可通过在乙醇等有机溶剂中超声除 去聚苯乙烯球，所述超声的功率可为150W，超声的频率可为42kHz，超声的时间可为2 7min。 可利用扫描电子显微镜等测试手段对制备的二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗 粒阵列结构进行表征。 本发明应用纳米球光刻技术，在单一粒径聚苯乙烯纳米球的六角密排结构的基础 上，利用单一粒径的聚苯乙烯纳米球，通过控制制备过程工艺参数，制备出单层的聚苯乙烯 纳米球六角密排结构模板，使用物理气相沉积的方法沉积金属银膜，在乙醇等有机溶剂中 超声除去模板，仅一步除球即得到二维六角点阵排列的蜂窝状银纳米颗粒阵列结构，操作步骤简便、所需的设备简单、材料易得、成本低廉、结构易控。
图1为聚苯乙烯纳米球六角密排结构示意图。 图2为实施例1的二维六角点阵排列的蜂窝状银纳米颗粒扫描电镜图。
图3为实施例2的二维六角点阵排列的蜂窝状银纳米颗粒扫描电镜图。
在图2和3中，标尺为liim。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1 1)单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板石英玻片先后依次通过体积比 1 : 311202 (质量百分比30%)/112504、乙醇、丙酮等试剂清洗。将离心、分散好的聚苯乙烯纳 米球溶胶通过滴涂法在清洗后的硅片上进行自组装，于7(TC下进行干燥，得到单层的聚苯 乙烯纳米球六角密排结构，如图1所示。2)沉积金属使用物理气相沉积的方法(真空压 强< 1X10—4Pa)来沉积金属银膜(厚度约60nm)。 3)除去聚苯乙烯纳米球模板通过在乙 醇等有机溶剂中超声(功率=150W，频率二42kHz)3min除去聚苯乙烯球，即得二维六角点 阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构。所得二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构可 在扫描电子显微镜进行表征，其结果如图2所示。
实施例2 1)单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板石英玻片先后依次通过体积比 1 : 311202 (质量百分比30%)/112504、乙醇、丙酮等试剂清洗。将离心、分散好的聚苯乙烯纳 米球溶胶通过滴涂法在清洗后的硅片上进行自组装，于5(TC下进行干燥，得到单层的聚苯 乙烯纳米球六角密排结构，如图1所示。2)沉积金属使用物理气相沉积的方法(真空压 强< 1X10—4Pa)来沉积金属银膜(厚度约90nm)。 3)除去聚苯乙烯纳米球模板通过在乙 醇等有机溶剂中超声(功率=150W，频率二42kHz)5min除去聚苯乙烯球，即得二维六角点 阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构。所得二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构可 在扫描电子显微镜进行表征，其结果如图3所示。
权利要求
一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)一个制备单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板的步骤；2)一个沉积金属的步骤；3)一个除去聚苯乙烯纳米球模板的步骤。
2. 如权利要求1所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于在步骤1)中，所述制备单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板将石英玻 片清洗，再将聚苯乙烯纳米球溶胶在清洗后的硅片上进行自组装，干燥，得单一粒径的单层 纳米球六角密排结构模板。
3. 如权利要求2所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述将石英玻片清洗是将石英玻片先后依次用H202/H2S04、乙醇和丙酮试剂 清洗。
4. 如权利要求3所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述^02/112504，按体积比为1 : 3，所述11202的质量百分比浓度为30%。
5. 如权利要求2所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述聚苯乙烯纳米球溶胶是离心、分散后的聚苯乙烯纳米球溶胶，所述自组 装是通过滴涂法在清洗后的硅片上进行自组装。
6. 如权利要求2所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述干燥在恒温条件下干燥。
7. 如权利要求1所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于在步骤2)中，所述沉积金属是在单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板 上沉积金属银膜。
8. 如权利要求7所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述沉积金属银膜采用物理气相沉积方法，真空压强< 1 X 10—4Pa。
9. 如权利要求1所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于在步骤3)中，所述除去聚苯乙烯纳米球模板是通过在乙醇中超声除去聚苯 乙烯球。
10. 如权利要求9所述的一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方 法，其特征在于所述超声的功率为150W，超声的频率为42kHz，超声的时间为2 7min。
全文摘要
一种二维六角点阵排列的蜂窝状纳米颗粒阵列结构的制备方法，涉及一种纳米颗粒材料。先制备单一粒径的单层纳米球六角密排结构模板，再沉积金属，最后除去聚苯乙烯纳米球模板。应用纳米球光刻技术，在单一粒径聚苯乙烯纳米球的六角密排结构的基础上，利用单一粒径的聚苯乙烯纳米球，通过控制制备过程工艺参数，制备出单层的聚苯乙烯纳米球六角密排结构模板，使用物理气相沉积的方法沉积金属银膜，在乙醇等有机溶剂中超声除去模板，仅一步除球即得到二维六角点阵排列的蜂窝状银纳米颗粒阵列结构，操作步骤简便、所需的设备简单、材料易得、成本低廉、结构易控。
文档编号B82B3/00GK101774536SQ200910113129
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者张瑜娟, 朱贤方, 王连洲, 罗银燕, 逯高清 申请人:厦门大学