[发明专利]纳米针尖结构、复合结构及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米针尖结构，包括衬底，其特征在于，在所述衬底表面阵列形成多个纳米针尖；其中，每个纳米针尖的顶部直径为10～20nm；所述纳米针尖的高度为200～350nm；相邻纳米针尖的间距为62.5～125nm。

2.如权利要求1所述的纳米针尖结构，其特征在于，所述纳米针尖的顶部直径为10nm；所述纳米针尖的高度为250nm；相邻纳米针尖之间的间距为100nm。

3.如权利要求1所述的纳米针尖结构，其特征在于，所述衬底为硅片。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的纳米针尖结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

转移具有纳米孔阵列的阳极氧化铝模板至衬底上；

采用感应耦合等离子体刻蚀方法对带有阳极氧化铝模板的衬底进行刻蚀，在所述衬底上形成纳米针尖结构；

去除所述衬底上残余的阳极氧化铝模板，完成制备。

5.如权利要求4所述的纳米针尖结构的制备方法，其特征在于，转移所述阳极氧化铝模板至衬底上的具体步骤包括：

对所述衬底进行亲水性处理，形成预处理后的衬底；

将所述阳极氧化铝模板置于所述预处理后的衬底上，在丙酮中进行紧密贴合，干燥，完成转移；

其中，亲水性处理包括对所述衬底进行真空等离子体去胶处理；

其中，所述亲水性处理具体操作包括：将所述衬底放入等离子体去胶机中，在氧气功率为300W条件下进行3min，得到亲水性的衬底表面；

其中，所述阳极氧化铝模板的孔径为72～88nm；所述阳极氧化铝模板相邻两孔之间的间距为110～125nm；所述阳极氧化铝模板的厚度为300nm。

6.如权利要求4所述的纳米针尖结构的制备方法，其特征在于，感应耦合等离子体刻蚀方法的具体条件为：气压为15mT，上下电极温度为25℃，感应耦合等离子体线圈功率为1000W，下电极功率为20W；

刻蚀气体包括C₄F₈和SF₆，C₄F₈和SF₆的体积比为(1.5～1.76)∶1；刻蚀气体的总流量为125～138sccm；刻蚀时间为120～150s。

7.如权利要求4所述的纳米针尖结构的制备方法，其特征在于，去除残余的阳极氧化铝模板的具体步骤包括：将带有残余的阳极氧化铝模板的衬底置于质量分数为5～10％的磷酸溶液中，60℃下浸泡30～60分钟，取出，用去离子水清洗，干燥。

8.如权利要求4所述的纳米针尖结构的制备方法，其特征在于，在进行转移所述阳极氧化铝模板至衬底上的步骤之前，还包括清洗衬底的步骤，具体包括：将所述衬底在清洗溶液中浸泡10～15分钟；再依次用去离子水、丙酮、乙醇和去离子水分别清洗10～15分钟；

其中，所述清洗溶液包括以4∶1体积比混合的浓度为95～98％的H₂SO₄和30～40wt％H₂O₂。

9.一种Ag颗粒/纳米针尖复合结构，其特征在于，包括：

如权利要求1至3任一项所述的纳米针尖结构；

Ag颗粒，沉积于所述纳米针尖结构上，形成Ag颗粒/纳米针尖复合结构。

10.一种如权利要求9所述的Ag颗粒/纳米针尖复合结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在纳米针尖结构上电子束蒸发沉积银薄膜，退火，形成Ag颗粒/纳米针尖复合结构。