[发明专利]一种纳米晶体图形转印的方法及纳米晶体图形材料

权利要求书

1. 一种纳米晶体图形转印的方法，其步骤包括：

(a)在玻璃或表面改性的单晶基片表面覆盖具有目标图形的转印膜层，该转印膜层是含纳米晶体前驱物的压印胶或含纳米晶体前驱物的金属膜层；

(b)在直流电场诱导下，对覆盖有目标图形的转印膜层的玻璃或表面改性的单晶基片进行热处理，诱导纳米晶体前驱物中的金属离子向玻璃或单晶基片表面改性层内定向扩散、并在玻璃层或单晶基片表面改性层中成核、生长晶体，进而获得目标纳米晶体图形。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(a)、(b)之后还包含步骤(c)对覆盖有目标图形的转印膜层的玻璃或表面改性的单晶基片进行后续热处理。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(b)是在直流电场诱导下，以已涂覆图形转印膜层的玻璃或表面改性的单晶基片表面为阳极，对其施加直流电场，并进行热处理。

4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(b)直流电场的电场强度为50-2000V/mm，热处理温度为200-900℃，处理时间为5-1000min。

5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的步骤(c)后续热处理工艺为：在直流电场50-1000V/mm的条件下，于250-900℃下热处理10-1000min，或者不施加直流电场，于250-900℃下热处理10-1000min。

6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的步骤(b)和(c)中电场的强度和热处理的温度时间，依据玻璃基片或单晶基片表面改性层的热稳定性、转变温度、软化温度、电导性能、介电性能、击穿电压阈值、金属离子扩散性能、金属纳米晶的析晶温度范围和介电性能之间的关系来确定。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：含纳米晶前驱物的压印胶包括：在200-600℃下保持稳定的聚合物基体中含有1-20wt％IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB族金属离子的压印胶；所述的IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB族的金属离子优选：铜、银、锌、锰、铅、铁、钴、镍、金、铂、钛、钪、钇、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、钬、铥、镱、镥、铈，以上这些元素的离子；压印胶中含有所述金属离子的重量百分比优选在3-7wt％之间；所述的聚合物基体优选：聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、环氧树脂、氰酸酯树脂。

8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含纳米晶前驱物的金属膜层包括：含有IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB族元素的膜层，其中IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB族元素优选：铜、银、锌、锰、铅、铁、钴、镍、金、铂、钛、钪、钇、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、钬、铥、镱、镥、铈，以上元素中的一种或多种复合膜及化合物膜，膜层厚度优选10-1000nm。

9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用的玻璃为硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、重金属氧化物系统玻璃中的一种或其复合氧化物玻璃，其中重金属氧化物系统玻璃优选碲酸盐、铋酸盐、锑酸盐、铅酸盐。

10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用的表面改性的单晶基片为：包括红宝石、蓝宝石的氧化铝基片、单晶硅基片、以及石英玻璃基片，其改性层为含锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、锰、锌、硅离子的转印膜或化合物膜。

11. 根据权利要求1所述的方法制备得到的产品，其特征在于：玻璃或单晶基片改性层中含有纳米晶体图形；其中纳米晶体为包括IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB族单质金属纳米晶体或金属化合物纳米晶体；不同种类、不同形状的纳米晶体图形在同一玻璃或单晶基片改性层中重叠。