[发明专利]一种新颖纳米周期阵列及其制备方法

说明书

本发明属于纳米复合材料合成技术领域，具体涉及一种新颖纳米周期阵列及其制备方法。本发明克服了传统制备周期性结构的物理方法和化学腐蚀方法适用范围较小，并且不能精确地在纳米尺度设计周期阵列的图案的缺陷，创新性的利用了对局域表面等离子体的调控实现了Ag纳米粒子的特定位置的生长，并通过入射光的偏振类型和偏振角度的改变来获得不同的周期性结构。在垂直入射圆偏振光的条件下，成功制备出了六轴对称的周期性结构；在线偏振光倾斜50°入射条件下，制备出了三轴对称的纳米周期性结构。该制备方法为周期性结构的制备提供了一种新的思路，同时具有制备方法简单，能够有效的被大规模复制应用的优点。

技术领域

本发明属于纳米复合材料合成技术领域，具体涉及一种新颖纳米周期阵列及其制备方法。

背景技术

表面等离子体调节控制化学反应在等离子体化学的研究有着广泛的应用前景。表面等离子体的独特的物理效应使其可以作为特定的纳米源去催化调节和控制不同的化学反应。研究者对表面等离子体的调控主要集中在对表面等离子体的局域表面等离子体的调控和应用，因为局域表面等离子体的分布区域非常集中并且能量较高，特别适合在纳米尺度去操控化学反应的进行。局域表面等离子体的分布对等结构的材料和形貌非常敏感，因此研究者们一直集中于对通过对结构的调控来获得不同的局域表面等离子体的分布，并将其应用在不同的化学反应中。

目前较常用的方法通常有光刻技术以及通过模板法制备具有周期性的纳米阵列，但是由于其往往需要通过较为复杂的设备以及较为复杂的制备过程，导致整体技术难度高，成本较大的缺陷。

例如一种在中国专利文献上公开的一种表面增强拉曼光谱复合基底的制备方法，其公开号为CN103512875A，其将采用CVD技术在铜箔上生长的单层石墨烯转移到通过聚苯乙烯微球模板法制备的银纳米阵列上，在50℃下保温30分钟后，单层石墨烯与贵金属纳米阵列牢固结合，形成复合表面增强拉曼光谱的基底。但是这种方法制备过程较为复杂，需要反复的蒸镀金属膜以及腐蚀金属膜，同时得到的纳米阵列的结构单一，无法控制形成的纳米整列的形态。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中纳米阵列制备方法过程复杂，且得到的纳米阵列的结构单一无法调控的缺陷，提供了一种制备方法较为简单，并且周期阵列形貌可根据不同的反应条件而调节的一种新颖纳米周期阵列及其制备方法。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种新颖纳米周期阵列，所述的纳米周期阵列包括金纳米碗基底，以及生长在金纳米碗基底上并呈高度有序且呈轴对称的银纳米周期阵列。

本发明中的纳米周期阵列其生长在金纳米碗上，通过控制照射在金纳米碗上的入射光，能够对金纳米碗的热点分布进行调节，从而实现了银纳米粒子生长位置和大小的可控，使得生成的纳米周期结构具有高度有序的形貌。

作为优选，所述的纳米周期阵列呈六轴对称结构或三轴对称结构。

一种如前所述的新颖纳米周期阵列的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：

（S.1）磁控溅射：在通过自组装方法制备的高度有序的聚苯乙烯小球阵列表面通过磁控溅射镀上一层金膜；

（S.2）粘贴固定：将溅射完成的样品粘贴固定在胶带表面；

（S.3）等离子刻蚀：对胶带表面的样品进行等离子刻蚀，得到金纳米碗结构；

（S.4）光控调节生长：将金纳米碗结构样品倒置放入到含银离子溶液中，通过调节光照条件，控制生长在金纳米碗结构表面的银纳米粒子，从而得到纳米周期阵列。

本发明首先通过磁控溅射以及等离子刻蚀刻蚀得到了金纳米碗结构，通过改变照射在金纳米碗上的入射光线，能够调节含银离子溶液中的银离子在金纳米碗上的生长，从而获得不同种类，不同形貌的纳米周期阵列，具有操作简单可控性高的优点。