[发明专利]间距与构型可调控的纳米颗粒有序阵列的制备方法

摘要

一种间距与构型可调控的纳米颗粒有序阵列的制备方法，它是将嵌段聚合物溶解于溶剂中，把溶液旋涂于衬底(5)上，置于称量瓶中内滴甲苯，用铝箔或棉布密封，制成有序图案模板，固定在衬底座(5)上，置于沉积室(8)中，抽真空，向冷凝室(6)内充入惰性气体，由原子化器(1)通过磁控溅射或高温蒸发产生原子气，经冷凝室(6)中的惰性气体冷凝生长成纳米粒子，通过喷嘴(2)形成高度定向纳米粒子束流(4)；纳米粒子束流对模板衬底沉积，当覆盖率≤100％时停止沉积，便可得到线形纳米粒子阵列，或二维有序纳米粒子阵列。本发明方法具有工艺简单、成本低、高效率、易于规模化生产等特点。

主权项

1.一种间距与构型可调控的纳米颗粒有序阵列的制备方法，其制备步骤如下：(a)将嵌段聚合物溶解于非选择性溶剂中，形成重量百分比为＜10wt％的最终溶液；再将＜50μl溶液旋涂于清洁的衬底(5)上，接着将衬底(5)放置于称量瓶中，内滴入甲苯，再将称量瓶用铝箔或棉布密封以控制不同的蒸发速率进而制备出具有不同形貌特征的有序图案模板，即面内平行柱状形貌的模板，或有序多孔的层状形貌的模板；(b)将上述有序图案的模板固定于可旋转的衬底座(5)上，然后将衬底座(5)密封于高真空沉积室(8)的适当位置上；(c)利用抽气系统罗兹泵(9)和分子泵(10)对沉积室(8)抽真空，并从惰性气体入口(11)向气相聚集法团簇束流源的冷凝室(6)内充入惰性气体，在此气压下，气相聚集法团簇束流源(7)中的原子化器(1)通过磁控溅射或高温蒸发产生高密度靶材原子气，靶材原子气在冷凝室(6)中的惰性气体中生长成为纳米粒子，纳米粒子随惰性气体通过2毫米直径的喷嘴(2)喷出到气压为0.1Pa的高真空沉积室(8)中，形成纳米粒子束流，纳米粒子束流经过2mm直径的准直器(3)进入真空度为10-4Pa～10-5Pa的高真空沉积室(8)内，形成高度定向的纳米粒子束流(4)；(d)旋转高真空沉积室(8)内的衬底座(5)，使模板衬底表面与纳米粒子束流成45°入射角，控制纳米粒子束流对模板衬底沉积的时间，使纳米粒子在模板衬底上的覆盖率≤100％，停止沉积，利用纳米粒子对模板的修饰，纳米颗粒的间距、排列构型等点阵结构参数由模板的形貌和相关特征尺度所决定，从而形成有序纳米颗粒阵列，其颗粒尺寸小于30纳米，当沉积于面内平行柱状形貌的模板，则可得到线形纳米粒子阵列；当沉积于有序多孔的层状形貌的模板，则可得到二维有序纳米粒子阵列。