专利名称：磁性多层膜纳米碗单层阵列的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种磁性多层膜纳米碗单层阵列的制备方法，该阵列被广泛的应用于 微生物学、药物学、高密度磁存储及微流体学等领域。
背景技术：
磁性纳米碗状阵列在微生物学、药物学、高密度磁存储及微流体学等方面具有重 要应用前景。目前报道的制备方法以化学方法为主，与目前的大规模工业生产工艺不兼容。 同时制备的材料也比较单一，以Co或!^e2O3单一材质为主要构成材料。而在实际应用中，功 能多样的多层膜或合金材料具有更重要和更广泛的应用前景。
发明内容
本发明的目的是采用胶体球自组装技术，通过图形转移和选择性刻蚀等工艺步 骤，制备出磁性多层膜纳米碗单层阵列。本发明的目的是这样实现的，该制备方法包括以下步骤(1)、利用自组装技术在硅或玻璃或ITO衬底上制备二维胶体球阵列；(2)、在胶体球阵列上通过溅射技术沉积Co/Pt多层膜，使得胶体球顶部形成倒置 的碗状结构层，胶体球缝隙间的衬底上沉积了多层膜纳米点状结构；(3)、将长有多层膜的胶体球阵列转移到另一块衬底上，而胶体间的点状结构留在 原来的衬底上；(4)、利用选择刻蚀技术除掉胶体球，在新衬底上形成纳米碗阵列；(5)、如果要制备分立的纳米碗阵列，需要在薄膜沉积前对胶体粒子进行削减分 离，重复上述O)、(3)、(4)步骤的内容则可以制备分立的碗状结构阵列。所述的纳米碗阵列中纳米碗是单层的结构形式，大小和间距可以通过胶体球的尺 寸和间距控制，其选择沉积膜的材料是多样的。本发明具有以下优点和积极效果本发明方法应用范围很广，可以应用于单层膜，也可以应用于多层膜；材质可以是 单质，亦可以是合金，还可以是掺杂的薄膜。相较于以往方法，本专利可用于制备单层碗状 结构阵列，既可以是彼此连接的碗，也可以是相互孤立的碗状阵列。
图1、2为本发明二维胶体球阵列结构示意图。图3、4、5为本发明胶体球阵列上沉积薄膜结构示意图。图6、7为本发明胶体球阵列转移结构示意图。图8、9、除掉胶体球、在新衬底上形成纳米碗阵列结构示意图。图10、11为本发明得到的纳米碗阵列SEM12、13为本发明分立的碗状结构阵列SEM图。
具体实施例方式本发明所依据的原理是(1)、自组装方法制备的胶体阵列与衬底之间为较弱的范德瓦尔斯力，很容易脱落 下来。(2)、向胶体阵列沉积薄膜，当薄膜厚度小于胶体球半径时，薄膜与衬底不相连接， 小球之间薄膜厚度很小。该纳米碗单层阵列的制备方法包括以下步骤由附图1、2所示首先利用自组装技术在硅衬底上制备二维胶体球阵列；由附图3、4、5所示在胶体球阵列上通过磁控溅射技术沉积[Co/Pt]15多层膜，使 得胶体球顶部形成倒置的碗状结构层(图3、4)，胶体球缝隙间的衬底上沉积了多成膜纳米 点状结构A，图5为纳米碗的结构放大示意图；由附图6、7所示利用一个表面具有粘性的另一衬底B将长有多层膜的胶体球阵 列转移到其上，而胶体间的点状结构留在原来的衬底C上；由附图8、9所示利用选择刻蚀技术除掉胶体球D，在新衬底B上形成纳米碗阵列 E ；图10、11为上述纳米碗阵列SEM图。由附图12、13所示如果要制备分立的纳米碗阵列，需要在薄膜沉积步骤(2)之前 对胶体球进行削减分离(削减分离系采用反应离子刻蚀机，用氧气为气源)，其他步骤重复 上述O)、(3)、的内容则可以制备出分立的碗状结构阵列。
权利要求
1.一种磁性多层膜纳米碗单层阵列的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)、利用自组装技术在硅或玻璃或ITO衬底上制备二维胶体球阵列；(2)、在胶体球阵列上通过溅射技术沉积Co/Pt多层膜，使得胶体球顶部形成倒置的碗 状结构层，胶体球缝隙间的衬底上沉积了多层膜纳米点状结构；(3)、将长有多层膜的胶体球阵列转移到另一块衬底上，而胶体间的点状结构留在原来 的衬底上；(4)、利用选择刻蚀技术除掉胶体球，在新衬底上形成纳米碗阵列；(5)、如果要制备分立的纳米碗阵列，需要在薄膜沉积前对胶体粒子进行削减分离，重 复上述O)、(3)、(4)步骤的内容则可以制备分立的碗状结构阵列。
2.根据权利要求1所述的一种磁性多层膜纳米碗单层阵列的制备方法，其特征在于 所述的纳米碗阵列中纳米碗是单层的结构形式，大小和间距可以通过胶体球的尺寸和间距 控制，其选择沉积膜的材料是多样的。
全文摘要
本发明涉及一种磁性多层膜纳米碗单层阵列的制备方法，该方法的具体步骤是首先采用自组装技术在硅或玻璃或ITO衬底上制备二维胶体球阵列，然后在胶体球阵列上通过溅射技术沉积Co/Pt多层膜，再将长有多层膜的胶体球阵列转移到另一块衬底上，最后利用选择刻蚀技术除掉胶体球，在新衬底上形成纳米碗阵列。该阵列被广泛的应用于微生物学、药物学、高密度磁存储及微流体学等领域。
文档编号H01F41/14GK102097208SQ20091021804
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者丁雪, 张永军, 杨景海, 杨艳婷, 王雅新 申请人:吉林师范大学