[发明专利]制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法

权利要求书

1.一种制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、微沟槽模板制造，在工件表面加工出微沟槽阵列，所述微沟槽的两个侧面分别为第一刻蚀面和第二刻蚀面；所述微沟槽阵列中微沟槽周期d＝1～100μm，所述微沟槽阵列的平行度在1％以内，所述微沟槽阵列中微沟槽的表面粗糙度10nm；

步骤二、微沟槽模板引导SiO₂纳米球自组装，首先配置SiO₂纳米球分散液，然后将配置完成的SiO₂纳米球分散液滴入蒸馏水中，使SiO₂纳米球在气液界面形成自组装单层膜；将微沟槽模板上的微沟槽浸没于蒸馏水中，待SiO₂纳米球颗粒紧密均匀连接在气液界面后，将SiO₂纳米球分散液中的酒精汲取干，SiO₂纳米球在微沟槽的导向作用下均匀紧密地自发地在微沟槽表面排布一层；

步骤三、将自组装有SiO₂纳米球的微沟槽模板取出烘干；

步骤四、第一角度刻蚀，以自组装的SiO₂纳米球为掩蔽膜，以平行于微沟槽模板第二刻蚀面的方向选择性地将第一刻蚀面未被SiO₂纳米球掩蔽的空隙工件区域去除，SiO₂纳米球所占据的圆形区域由于被掩蔽而不被刻蚀，形成圆柱形纳米柱，所述圆柱形纳米柱与自组装SiO₂纳米球有着相同直径；

步骤五、第二角度刻蚀，以自组装的SiO₂纳米球为掩蔽膜，以平行于微沟槽模板第一刻蚀面的方向选择性地将第二刻蚀面未被SiO₂纳米球掩蔽的空隙工件区域去除，SiO₂纳米球所占据的圆形区域由于被掩蔽而不被刻蚀，形成圆柱形纳米柱，所述圆柱形纳米柱与自组装SiO₂纳米球有着相同直径；

步骤六、去除自组装在微沟槽表面的SiO₂纳米球，最终在微沟槽表面制备多角度排列的纳米柱结构。

2.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤一中，利用金刚石刀具超精密切削技术在工件表面加工微沟槽阵列。

3.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤一中，工件的材质为铜、铝、树脂或磷化镍。

4.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤二中，将SiO₂纳米球均匀分散在酒精溶液中，配置成SiO₂纳米球分散液。

5.根据权利要求4所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述SiO₂纳米球的直径为50～500nm。

6.根据权利要求5所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述酒精溶液中，酒精质量分数99％。

7.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤二中，通过抽干器材将SiO₂纳米球分散液中的酒精汲取干，所述抽干器材采用注射器。

8.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤四和所述步骤五中，通过控制刻蚀工艺工程的刻蚀速率或者刻蚀时间，控制空隙的刻蚀深度以控制最终形成的纳米柱的高度。

9.根据权利要求1所述的制备具有均匀分布多角度纳米柱的微纳两级结构的方法，其特征在于：所述步骤六中，通过超声清洗去除自组装在微沟槽表面的SiO₂纳米球。