[发明专利]一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法

权利要求书

1.一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，其步骤如下：

1)玻璃载玻片基底的清洗及表面亲水化处理：将玻璃载玻片用丙酮超声清洗10～15min，再用无水乙醇超声清洗10～15min，然后烘干；再用酸性处理液煮沸处理20～30min，然后经去离子水漂洗后在氮气或空气气氛下干燥，得到表面清洁及亲水化处理的玻璃载玻片基底；

2)基底表面聚苯乙烯单层微球的制备：将尺寸范围为300～1000nm的聚苯乙烯微球离心清洗之后，用体积比为1～2.5：1的无水乙醇和去离子水混合溶液分散，得到质量百分浓度为0.5～2.0%的乳液；用注射器将50～100μL上述浓度的乳液缓慢的滴加到盛有去离子水的玻璃培养皿中，再滴加20～50μL质量百分浓度为2.0～8.0%的十二烷基硫酸钠的水溶液，从而在水面上得到紧密堆积的单层聚苯乙烯微球；最后用步骤1）中得到的亲水基底将浮在水面上的聚苯乙烯单层微球捞起，自然干燥后，就得到了表面具有紧密堆积单层聚苯乙烯微球的基底样品；

3)基底表面贵金属纳米孔阵列的构筑：用反应性离子刻蚀将表面紧密堆积单层聚苯乙烯微球变为非紧密堆积单层聚苯乙烯微球，刻蚀后聚苯乙烯微球的直径减小为原尺寸的40～50%；然后在非紧密堆积聚苯乙烯微球的基底上依次垂直沉积1.5～2nm厚的铬和50～200nm厚的金或银，再用氯仿除去聚苯乙烯微球及其表面沉积的金属，从而在基底上得到了大面积结构有序的贵金属纳米孔阵列；

4)悬浮贵金属纳米孔阵列的构筑：将步骤3）中得到的贵金属纳米孔阵列基底浸入到质量分数为1～5%的氢氟酸水溶液中刻蚀10～90s；处理后，纳米孔阵列中露出的玻璃载玻片基底纵向及横向均被刻蚀掉10～90nm，从而使贵金属纳米孔阵列悬浮在玻璃基底表面；随后将刻蚀完的样品用去离子水冲洗并用氮气吹干，得到悬浮贵金属纳米孔阵列基底，即制备得到全色结构色或可变色颜色图案阵列。

2.如权利要求1所述的一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，其特征在于：将二氧化硅质量含量为10～15%的二氧化硅溶胶旋涂于步骤3）得到的贵金属纳米孔阵列表面，然后在100～150℃条件下凝胶化处理5～20min，从而得到二氧化硅层包覆的贵金属纳米孔阵列，其中二氧化硅层厚度为10～120nm；然后将二氧化硅层包覆贵金属纳米孔阵列浸入到质量分数为1～5%的氢氟酸水溶液当中刻蚀30～120s，再将刻蚀完的样品用去离子水冲洗并用氮气吹干，得到悬浮贵金属纳米孔阵列基底。

3.如权利要求1或2所述的一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，其特征在于：在步骤3）得到的贵金属纳米孔阵列或二氧化硅层包覆的贵金属纳米孔阵列的表面构筑有序图案化光刻胶板，随后以该光刻胶板作为掩膜，将样品浸入到质量分数为1～5%的氢氟酸水溶液当中刻蚀10～120s，露出在外面的玻璃载玻片基底被刻蚀；最后，将刻蚀完的样品用去离子水冲洗，再用乙醇溶液将光刻胶板去除，并用氮气吹干。

4.如权利要求1所述的一种全色结构色或可变色颜色图案阵列的制备方法，其特征在于：步骤3）的刻蚀功率为RF=20～60W、ICP=0～200W，腔体压力为5～15mTorr，氧气流量为40～60SCCM，刻蚀时间为5～15min。