[发明专利]一种制备有序银纳米球阵列的方法

说明书

本发明实施例提供一种制备有序银纳米球阵列的方法，所述方法包括：制备有序铝纳米碗OAB阵列模板样品；在所述OAB阵列模板样品的表面热蒸镀10nm厚的银膜；将所述OAB阵列模板样品在500℃真空下退火1h，获得有序银纳米球阵列结构。上述技术方案具有如下有益效果：(1)所制备的银纳米球阵列高度有序。(2)尺寸分布小而且结构可调。(3)无需将OAB模板转移到其他基底，因此可大面积制备有序的Ag纳米球阵列。(4)所述有序银纳米球阵列结构具有超高密度(＞10¹⁰cm^‑1)。(5)制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种制备有序银纳米球阵列的方法。

背景技术

拉曼散射光谱由于其对分子和化学键振动峰的特异性，成为一个功能强大的分子检测技术。表面增强拉曼散射(SERS，Surface Enhanced Raman Scattering)因其具有灵敏度高，快速检测，可以获得常规拉曼光谱所不易得到的结构信息，被广泛应用于表面研究、生物表面科学，食品安全等领域。SERS效应主要存在于金属纳米结构间的间隙，即“热点”(hot spot)，由于金属表面等离子共振效应，“热点”附近的电磁场得到极大的增强。最近的研究表明“热点”对SERS信号有很大的增强，对待检测物质有很高的灵敏度，甚至可以实现单分子检测。

由于贵金属纳米结构在光电，传感器和催化应用等领域具有独特的性质，因此被广泛研究。尤其，被排成有序的周期性阵列，它们的一些性能将大幅度提高。例如，通过自下而上的方法，贵金属纳米粒子自组装可以形成热点。热点的随机分布通常会导致SERS信号不均匀。有序的周期性贵金属阵列(如金，银，铂)赋予了基底具有很好的SERS均匀性。为了获得具有良好的重现性和高灵敏度的SERS基底，制备小尺寸(＜100nm)，高密度有序的热点阵列是关键。

目前，材料学家们投入了大量的时间精力去制备有序周期性纳米阵列。如利用电子束光刻(EBL)，聚焦离子束刻蚀(FIB)和纳米压印等技术精确控制纳米图案。然而，专业化的刻蚀设备非常昂贵，并且制备过程复杂，时间周期长。为了克服这些限制，科学家们开发了一些纳米技术来代替这些昂贵的刻蚀设备，如相转移刻蚀，纳米球刻蚀和非刻蚀性自组装纳米模板等。在这些非刻蚀技术当中，利用聚苯乙烯(PS)小球，喷墨打印和阳极氧化铝(AAO)模板能够精确控制的样品表面形貌，而且工艺简单，成本低。S.Yang等人利用PS小球作为模板，结合退润湿的技术，成功实现了有序的金属(金，银，铜，钴，镍)纳米球阵列的制备。此外，他们开发出一种更为简单的方法，利用喷墨打印直接把金纳米颗粒阵列写在基底上，成功实现了有序金纳米颗粒阵列的制备。但是，通过喷墨打印或PS小球技术，制备间隙在100纳米以内的有序贵金属纳米结构阵列仍然是一个挑战。为了实现间隙在100nm的以内有序贵金属纳米结构阵列的制备，Y.Lei等人利用超薄AAO模板实现了有序的银纳米颗粒阵列的制备，间距可调，最小间距可以控制在10nm以下。然而，AAO模板必须转移到其它基底，因此很难实现大面积制备。

发明内容

本发明实施例提供一种制备有序银纳米球阵列的方法，以实现大面积制备间隙在100纳米以内的有序贵金属纳米结构阵列。

为了达到上述技术目的，本发明实施例提供了一种制备有序银纳米球阵列的方法，所述方法包括：

制备有序铝纳米碗OAB阵列模板样品；

在所述OAB阵列模板样品的表面热蒸镀10nm厚的银膜；

将所述OAB阵列模板样品在500℃真空下退火1h，获得有序银纳米球阵列结构。

上述技术方案具有如下有益效果：(1)所制备的银纳米球阵列高度有序。(2)尺寸分布小而且结构可调。(3)无需将OAB模板转移到其他基底，因此可大面积制备有序的Ag纳米球阵列。(4)所述有序银纳米球阵列结构具有超高密度(＞10¹⁰cm^-1)。(5)制备工艺简单。