有序硅纳米线阵列的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102642807102642807B(45)授权公告日2014.11.26(21)申请号201210142182.7ina-Fe2O3nanostructuredringarrays.《PhysicaE》.(22)申请日2012.05.092008,第40卷ZhipengHuangetal..Fabricationof(73)专利权人中国科学院合肥物质科学研究院SiliconNanowireArrayswithControlled地址230031安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路Diameter,Length,andDensity.《Advanced350号Materials》.2007,第19卷(第5期),(72)发明人吴摞叶长辉审查员薛蕾(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司11260代理人郑立明赵镇勇(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)(56)对比文件CN1693191A,2005.11.09,全文.CN101302118A,2008.11.12,全文.CN101540348A,2009.09.23,全文.WO2011/118878A1,2011.09.29,全文.KR20110032999A,2011.03.30,全文.ZhigangLietal..Magneticstepregions权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图1页附图1页(54)发明名称有序硅纳米线阵列的制备方法(57)摘要本发明公开了一种有序硅纳米线阵列的制备方法，属于有序硅纳米线阵列制备领域。该方法包括：在硅片上通过旋涂制备双层聚苯乙烯微球密排阵列结构，之后用氩气等离子体蚀刻，得到初始模板；将所述初始模板放入硝酸铁溶液中浸润，浸润后再放入炉中高温退火，退火取出后得到三氧化二铁二次模板；在所述三氧化二铁二次模板表面溅射一层金膜，再放入氢氟酸、双氧水和去离子水的混合水溶液中蚀刻，蚀刻后在所述三氧化二铁二次模板所覆盖的硅片上即得到三倍密度的有序硅纳米线阵列。这种方法操作简单，成本低，可用于大规模生产。CN102642807BCN1026487BCN102642807B权利要求书1/2页1.一种有序硅纳米线阵列的制备方法，其特征在于，包括：在硅片上通过旋涂制备双层聚苯乙烯微球密排阵列结构，之后用氩气等离子体蚀刻，得到初始模板；将所述初始模板放入硝酸铁溶液中浸润，浸润后再放入炉中高温退火，退火取出后得到三氧化二铁二次模板；在所述三氧化二铁二次模板上溅射一层金膜，再放入氢氟酸、双氧水和去离子水的混合水溶液中蚀刻，蚀刻后在所述三氧化二铁二次模板所覆盖的硅片上即得到的有序硅纳米线阵列，具体包括：在所述三氧化二铁二次模板上用离子溅射喷金仪溅射一层厚度为30～36nm的金膜；将溅射金膜后的三氧化二铁二次模板放入到氢氟酸、双氧水和去离子水的混合水溶液中蚀刻2分钟，在三氧化二铁二次模板所覆盖的硅片得到有序硅纳米线阵列；其中，所述混合水溶液由氢氟酸和双氧水与去离子水按体积比为3：1：4配制而成，所述混合水溶液所用的氢氟酸的质量分数为40％，双氧水的质量分数为30％。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在硅片上通过旋涂制备双层聚苯乙烯微球密排阵列结构，之后用氩气等离子体蚀刻，得到初始模板包括：在硅片上通过旋涂仪旋涂质量分数为2.5％的聚苯乙烯微球溶液制备得到双层聚苯乙烯微球密排阵列结构；在氩气保护下，用等离子体清洗机蚀刻所述硅片上的聚苯乙烯微球3～30分钟，使聚苯乙烯微球与硅片之间，上下两层聚苯乙烯微球之间相互粘连，蚀刻后得到初始模板。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述初始模板放入含有硝酸铁的溶液中浸润，再放入炉中高温退火包括：将所述初始模板放入硝酸铁溶液中浸润，所述硝酸铁溶液为由九水合硝酸铁与去离子水配制而成，其浓度为0.075mol/L；浸润时间为1～5秒；浸润取出后在25℃温度下自然晾干；晾干后再放入退火炉中在400℃高温条件下退火2小时，退火后取出得到三氧化二铁二次模板。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，在硅片上通过旋涂制备双层聚苯乙烯微球密排阵列结构，之后用氩气等离子体蚀刻，得到初始模板之前，还包括：硅片预处理：采用单晶硅片；用丙酮超声清洗所述单晶硅片；之后用混合溶液超声清洗上述单晶硅片，所述混合溶液由质量分数为25％～28％的氨水与质量分数为30％的双氧水及去离子水按体积比为1：1：5混合而成；之后再用去离子水超声清洗上述单晶硅片。5.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：后处理：将得到的具有三倍密度的有序硅纳米线阵列的三氧化二铁二次模板放入王水中浸泡1分钟，去除三氧化