[发明专利]一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法

权利要求书

1.一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其步骤如下：

(a)在基片上固定用于构筑微米或纳米结构的模板；

(b)在模板上进行聚电解质层的沉积，聚电解质为聚二烯丙基二甲基铵氯；

(c)在聚电解质层的表面固定掩膜，掩膜纳米粒子的粒径为10～100纳米，掩膜厚度与掩膜纳米粒子粒径相当；

(d)除去由步骤(a)中引入的模板，在基片表面，原来有模板的区域裸露出来，原来没有模板的区域则保留聚电解质和掩膜纳米粒子的双层结构，同时在掩膜边缘处露出聚电解质层，从而得到双层结构与裸露基片表面交替排列的周期性结构；

(e)通过静电相互作用在掩膜边缘处露出的聚电解质层上组装与掩膜纳米粒子不同种类的纳米粒子，从而在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装。

2.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(a)中的基片是石英片、硅片、玻璃片或高分子基片，基片表面清洁处理后使用。

3.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(a)中的固定是指以物理旋涂方法或化学交联方法使用于构筑微米或纳米结构的模板固定在基片上。

4.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(a)中的模板材料是聚苯乙烯胶体微球、二氧化硅胶体微球或聚二甲基硅氧烷，模板的周期为100纳米～100微米；模板是微球结构或条状结构，模板固定在基片表面后厚度为50纳米～1毫米。

5.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(b)中的聚电解质层沉积是指通过化学作用力或者物理作用力使聚电解质化合物吸附到基片和模板表面，厚度0.5～1.5纳米。

6.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(c)中的掩膜是指将一层有机材料纳米粒子或无机材料纳米粒子通过物理或化学吸附作用覆盖在基片表面和模板表面，有机材料纳米粒子为聚甲基丙烯酸或聚对乙烯基苯磺酸，无机材料纳米粒子为金、银、 铜、CdTe、CdS、ZnO、Fe₂O₃或Fe₃O₄。

7.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(d)中的所说的除去模板是指用化学腐蚀或物理刻蚀方法除去用于构筑微米或纳米结构的模板。

8.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(e)所说的静电自组装是指基于带相反电荷的聚电解质和纳米粒子的静电吸引和以此为驱动力的组装方法。

9.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：步骤(e)所说的在掩膜边缘处露出的聚电解质层上组装与掩膜纳米粒子不同种类的纳米粒子为有机材料纳米粒子或无机材料纳米粒子，有机材料纳米粒子为聚甲基丙烯酸或聚对乙烯基苯磺酸，无机材料纳米粒子为金、银、铜、CdTe、CdS、ZnO、Fe₂O₃或Fe₃O₄。

10.如权利要求1所述的一种在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装的方法，其特征在于：进一步利用化学腐蚀或物理刻蚀的方法除去掩膜，仅留下纳米粒子沿掩膜边缘处的组装体，从而在掩膜的边缘处实现纳米粒子表面诱导自组装。