[发明专利]一种利用硅纳米线模板制备银纳米棒阵列结构材料的方法

摘要

本发明公开了属于纳米材料制备及方法技术领域的一种银纳米棒阵列结构材料的制备方法。本发明采用取向（100）的n型单晶硅片，结合离子溅射法和湿法刻蚀技术，制备出硅纳米线阵列模板。采用无电极电镀法，在硅纳米线阵列模板表面制备出银纳米棒阵列。本发明首次利用硅纳米线模板制备银纳米棒阵列，所制备的银纳米棒阵列结构的尺寸、形貌可通过硅纳米线阵列模板的结构参数、无电极电镀工艺参数进行调控。这种操作步骤简单、常温常压条件下的制备工艺，为新型银纳米结构的制备提供了新思路。

主权项

1.一种银纳米棒阵列结构材料的制备方法，其特征在于，采用硅纳米线阵列为模板，利用常温常压条件下的无电极电镀技术，在硅纳米线阵列模板表面制备出银纳米棒阵列，具体步骤如下：a.硅片预处理：分别利用丙酮、乙醇以及去离子水超声清洗，去除硅表面油污污染物，再利用7.3 mol/L氢氟酸去除氧化层，再用去离子水冲洗，得到清洁的硅表面；b.硅片表面溅射沉积银薄膜：采用离子溅射技术，在＜10^‑4 mbar的真空条件下，控制溅射电流为10～15 mA，溅射时间为45～60 s，在硅片表面溅射沉积银薄膜的厚度为8～12 nm；c.制备硅纳米线模板：配制配比为4～6 mol/L HF, 0.1～0.5 mol/L H₂O₂的刻蚀液，将沉积银薄膜后的硅片浸于15‑25 ℃水浴的刻蚀液中，反应1～5 min；d.去除硅纳米线模板中残余银：用30～65 wt%硝酸浸泡10～20 min，彻底去除残留在硅纳米线模板中的银，然后用去离子水冲洗干净；e.硅纳米线模板表面形成氢键：用5 wt%氢氟酸浸泡5～10 min，去除硅表面的氧化层，并在硅纳米线模板表面形成氢键，去离子水冲洗干净，真空干燥；f.无电极电镀沉积银纳米棒阵列：配制配比为4～5 mol/L HF, 0.01～0.03 mol/L AgNO₃的电镀溶液，将硅纳米线模板浸于15～25 ℃水浴的无电极电镀溶液中，反应20～60s，在硅纳米线模板的表面沉积制备出银纳米棒阵列；g.银纳米棒阵列的保存：用去离子水冲洗干净，真空干燥保存。