[发明专利]一种具有光学增透功能的中空纳米锥阵列膜的制备方法

摘要

一种具有光学增透功能的中空纳米锥阵列薄膜的制备方法，属于材料技术领域。本方法涉及到掩模遮蔽技术、物理气相沉积技术以及一些组装和刻蚀方面的技术。整个过程操作简便，过程低耗清洁，可控性高。通过控制微球的尺寸和不同的刻蚀时间等条件，可以制备不同周期和高度的中空纳米锥阵列。由于锥尖端和下部孔之间的相互作用，可以使光很容易的穿透连续的厚的金属膜，产生奇异的光学增透功能。利用我们的方法制备的中空纳米锥阵列膜制备成本低，可以应用于新型的光学器件中。

主权项

1.一种中空纳米锥阵列膜的制备方法，其步骤如下：1）以亲水处理过的玻璃片为基底，在1000～3000rpm的转速下将正向光刻胶原液旋涂到玻璃基底上，然后将基底在80～120℃条件下放置0.5～1小时进行固化，从而在基底上得到厚1～2μm的正向光刻胶薄膜；2）在1～5mL、浓度为1～20wt%的聚苯乙烯微球的去离子水分散液中加入1～3mL的去离子水，在4000～10000rpm转速下离心3～5分钟，在离心后得到的固态物中再加入1～3mL去离子水并再次进行离心，重复加入去离子水和离心过程4～7次；在最后离心得到的固态物中加入1～5mL体积比为1：1的乙醇和去离子水的混合液，在4000～10000rpm转速下离心5～10分钟，重复加入混合液和离心过程4～20次，在最后离心得到的固态物中再加入1～5mL体积比为1：1的乙醇和去离子水的混合液，得到疏水聚苯乙烯微球的乙醇和去离子水分散液；用一次性注射器吸取0.1～0.5mL疏水聚苯乙烯微球的乙醇和去离子水分散液，滴加到盛有去离子水的容器中，疏水聚苯乙烯微球就会在气液界面排列为单层，再加入50～200μL、浓度为1～10wt%的十二烷基磺酸钠表面活性剂使聚苯乙烯微球彼此紧密排列；将旋涂有光刻胶薄膜的基底从单层聚苯乙烯微球底部将紧密排列的疏水聚苯乙烯微球托起，放于倾斜面上自然干燥就在基底上得到二维有序的单层聚苯乙烯微球阵列；3）将步骤2）制得的基底置在气压为5～10mTorr、温度为10～20℃、氧气流速为10～50sccm、刻蚀功率为200～300W的条件下刻蚀100～500秒；在这个过程中，微球与其下部的光刻胶同时被刻蚀，微球逐渐变小直至完全消失，由于微球的掩膜作用，光刻胶薄膜被刻蚀成纳米锥阵列结构；然后将刻蚀过的基底放置在真空蒸发镀膜设备的样品台上，在入射角为0°、真空度为5×10^-4～1×10^-3Pa的条件下进行热蒸发沉积金属，沉积速度为沉积厚度为100～120nm；4）将热蒸发沉积金属后的基底放入无水乙醇中浸泡2～3小时，金属膜与基底之间留有的未被刻蚀掉的光刻胶连同被银覆盖的纳米锥阵列结构的光刻胶一并被乙醇溶解，从而得到中空纳米锥阵列的金属银薄膜。