一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102424356A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102424356A(43)申请公布日2012.04.25(21)申请号201110378204.5(22)申请日2011.11.24(71)申请人宁波大学地址315211浙江省宁波市江北区风华路818号(72)发明人周骏阳明仰林豪颜承恩张琪(74)专利代理机构宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙)33226代理人程晓明周珏(51)Int.Cl.B81C1/00(2006.01)G03F7/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置及方法(57)摘要本发明公开了一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置及方法，该制备装置包括激光器、电控开关、空间滤波器、光束整形系统、反射镜、聚焦物镜、样品夹、精密电控三维位移平台和观察屏，该制备方法的步骤为：首先制备含有金属纳米粒子颗粒和聚合物材料的复合溶胶，然后将复合溶胶旋涂于衬底基片上，再烘干、固化得到含金属纳米粒子颗粒的复合胶体薄膜，最后将复合胶体薄膜与衬底基片组成的样品置于制备装置下进行激光刻蚀得到金属纳米颗粒微阵列芯片，利用本发明方法制得的金属纳米颗粒微阵列芯片的点阵图案分布均匀，金属纳米颗粒微阵列单元的轮廓清晰，形状规则，单元点的大小和分布易于控制和调整，且本发明方法工艺简单、成本低廉、易于推广。CN1024356ACCNN110242435602424362A权利要求书1/2页1.一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置，其特征在于包括激光器、电控开关、空间滤波器、光束整形系统、反射镜、聚焦物镜、样品夹、精密电控三维位移平台和观察屏，所述的电控开关用于控制所述的激光器发射的激光光束的开通与闭合，所述的空间滤波器主要由设置于所述的激光器与所述的光束整形系统的光入射端之间的第一光阑和设置于所述的光束整形系统的光出射端与所述的反射镜之间的第二光阑组成，所述的样品夹与所述的精密电控三维位移平台连接，所述的样品夹上的样品位于所述的聚焦物镜与所述的观察屏之间，所述的样品夹上的样品通过所述的样品夹在所述的精密电控三维位移平台上的上下位移实现位置粗调，所述的样品夹上的样品通过所述的精密电控三维位移平台位置的细调后处于所述的聚焦物镜的焦平面；所述的电控开关开启时所述的激光器发射的激光光束通过所述的第一光阑、所述的光束整形系统和所述的第二光阑入射到所述的反射镜上，所述的反射镜反射的激光光束通过所述的聚焦物镜照射到样品的激光直写点上，当所述的观察屏上的衍射图案稳定时该激光直写点已完成激光直写。2.根据权利要求1所述的一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置，其特征在于所述的激光器采用小功率激光器；所述的第一光阑和所述的第二光阑的孔径大小均可调，最小孔径大小均为0.5mm，最大孔径大小均为4mm；所述的光束整形系统的扩束倍数为4；所述的反射镜的反射率为0.95；所述的聚焦物镜的放大倍数为10～100倍。3.根据权利要求1或2所述的一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置，其特征在于所述的电控开关设置于所述的激光器、所述的第一光阑、所述的光束整形系统、所述的第二光阑、所述的反射镜和所述的聚焦物镜的任意两者之间。4.根据权利要求3所述的一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置，其特征在于所述的精密电控三维位移平台主要由X轴方向移动组件、Y轴方向移动组件和Z轴方向移动组件组成，所述的X轴方向移动组件、所述的Y轴方向移动组件和所述的Z轴方向移动组件均采用手动的微调位移器或电动微调位移器。5.一种金属纳米颗粒微阵列芯片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：①制备平均粒径为1～20nm的金属纳米粒子颗粒；②将步骤①所制备的金属纳米粒子颗粒均匀分散于有机溶剂中，制备成浓度为20～100mg/ml的金属纳米粒子颗粒溶胶；③选取聚合物材料，并将聚合物材料完全溶解于有机溶剂中，制备成浓度为20～100mg/ml的聚合物溶胶；④按1:1～1:4的体积比混合金属纳米粒子颗粒溶胶和聚合物溶胶，再通过搅拌、超声处理得到金属纳米粒子颗粒均匀分散的复合溶胶；⑤采用旋转涂膜方法将复合溶胶旋涂于衬底基片上，再通过恒温箱烘烤固化得到厚度为200～6000nm的复合胶体薄膜；⑥首先选择金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置所用的激光器，确定金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置所用的聚焦物镜的放大倍数，接通激光器电源并打开金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置所用的电控开关，然后将复合胶体薄膜与衬底基片组成的样品固定于金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置所用的样品夹上，将样品夹固定在金属纳米颗粒微阵列芯片的制备装置所用的精密电控三维位移平台上并调整样品夹在精密电控三维位移平台上的位置实现样品在Z轴方向上位置的粗调，接着调整精