[发明专利]一种空气纳米间隙电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种空气纳米间隙电极的制备方法，包括单晶硅片的处理、切割用纳米电极样品模块的制备、纳米切割制备纳米电极、间隔层的刻蚀；本发明的制备方法操作简单、可控性强、适合大规模的生产，能够在短时间制得大量纳米电极，并且具备大面积制备的能力。

主权项

1.一种空气纳米间隙电极的制备方法，其特征在于，步骤如下：/nS1：选取单晶硅片作为基底，将单晶硅片进行表面处理以后吹干待用；单晶硅片通过丙酮和乙醇冲洗后，然后氮气吹干，最后置于空气等离子体清洗机中处理2~4min；或者将单晶硅片利用酸洗液加热清洗60min，然后利用水、乙醇冲洗，最后氮气吹干；/nS2：取一个聚四氟乙烯掩板，在聚四氟乙烯掩板上开设多个均匀分布的矩形镂空，将聚四氟乙烯掩板覆盖在单晶硅片表面，在真空条件下，于聚四氟乙烯掩板的矩形镂空上进行热蒸发沉积金属金，于单晶硅片表面形成矩形金膜图案，去掩板，然后通过3~15mL光固化树脂覆盖矩形金膜图案，固化后通过光固化树脂粘附矩形金膜图案一并从单晶硅片上脱离；/nS3：将上述光固化树脂粘附的矩形金膜图案通过步骤S2中的聚四氟乙烯掩板进行二次覆盖，保持聚四氟乙烯掩板上的矩形镂空与矩形金膜图案的宽度方向存在67%的偏移；然后置于真空条件下，在聚四氟乙烯掩板的矩形镂空上先后热蒸发沉积间隔层和金属金，形成部分交叠的金-间隔层-金的矩形三明治结构图案；取1~3mL光固化树脂覆盖在金-间隔层-金的矩形三明治结构图案上进行固化；间隔层为金属银或者二氧化硅；所述的固化条件为在10~100W紫外光下固化1~10min；/nS4：将步骤S3中的金-间隔层-金的矩形三明治结构图案逐一进行分离，置于制备样品模块的凹槽当中，添加光固化树脂之后进行固化，形成长方体适合切割的样品模块；将该样品模块一端围绕着膜图案修整成适合金刚石刀宽度的尺寸，并将修整后的样品模块固定于超薄纳米切片机中，利用2~4mm宽的金刚石刀，以0.6~1.2mm/s的速度垂直膜图案平面的方向切割样品模块为厚度50~400nm的切割薄片，然后收集到目标基底上；收集切割薄片的目标基底为玻璃片或者石英片平整的绝缘基底；所述的固化条件为在10~100W紫外光下固化1~10min；/nS5：将步骤S4制得的样品模块置于反应性离子刻蚀机中进行刻蚀以除去光固化树脂基体以及间隔层，在基底上得到由两条毫米长的金纳米线部分交叠构成的空气纳米间隙电极；所述反应性离子刻蚀机中的刻蚀气体为氧气或者四氟化碳；刻蚀时间5~20min，刻蚀气压为5~10mTorr，刻蚀温度10~20oC，刻蚀气体流速10~50sccm，刻蚀功率为100~200W。/n