[发明专利]一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法

权利要求书

1.一种三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1在样品硅片上制备聚苯乙烯小球阵列：

S11清洗硅片表面：将硅片浸入NH₄、H₂O₂、H₂O 的混合溶液中，在300℃下煮沸30分钟，并用超纯水和乙醇循环清洗三次后待用；

S12配制聚苯乙烯小球溶液：将单分散聚苯乙烯胶体球与铺展剂乙醇按照体积比1:1混合，超声处理使聚苯乙烯小球充分融入乙醇后，注入5mL注射器中待用；

S13将清洗好的样品硅片水平放置在直径为15 cm的培养皿的底部，将另一片硅片以45°的倾斜角度固定在培养皿的边缘，然后将超纯水缓慢的加入培养皿中，直到水位刚好没过倾斜硅片的中心位置；

S14将装有聚苯乙烯小球溶液的5mL注射器固定到注射泵上，调节支撑平台的高度使注射器的针尖刚好与倾斜硅片上沿相接，通过调节注射泵的注射速率让每一滴聚苯乙烯小球溶液通过倾斜硅片均匀的分散到水面上，当水面形成足够大小的单层聚苯乙烯小球薄膜时关闭注射泵；

S15随后以40 mL/min的速率排出培养皿中的水，直到单层聚苯乙烯小球薄膜刚好落在样品硅片上，待聚苯乙烯小球薄膜中的水分彻底蒸发之后，将带有聚苯乙烯小球阵列的样品硅片放到干燥的室温环境中待用；

S2刻蚀聚苯乙烯小球阵列：采用电感耦合等离子体刻蚀技术刻蚀样品硅片上的聚苯乙烯小球阵列，调节聚苯乙烯小球的直径；

S3刻蚀样品硅片：以刻蚀后的聚苯乙烯小球阵列为模板，采用电感耦合等离子体刻蚀技术向下刻蚀样品硅片，通过控制刻蚀时间得到直径和高度可控的硅纳米柱阵列；

S4倾斜镀金属膜：运用电子束蒸镀技术，在电子束蒸镀样品室中，通过控制蒸镀时间以及样品倾斜角度，使得不同厚度的金属材料以不同的倾斜角溅射到硅纳米柱阵列表面，蒸镀金属膜；

S5揭去聚苯乙烯小球：通过剥离工艺揭去聚苯乙烯小球阵列模板，即可构建大面积的三维非对称金属-介质功能纳米阵列结构。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2中刻蚀时间为60s。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S3中硅纳米柱阵列高度为200nm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4中样品倾斜角度可为 0 °、15°、30 °、45 °、60 °。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4中蒸镀条件为压强0.6Pa，电子束流功率170W。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S4中金属材料为铝，金属膜为20nm厚的铝膜。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S5中运用耐高温胶带揭去聚苯乙烯小球阵列模板。