[发明专利]一种基于阳极氧化铝的纳米压印模板的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于阳极氧化铝的纳米压印模板的制备方法。本发明采用普通的铝片并采用阳极氧化方法制备具有周期性的纳米孔洞阵列的纳米压印模板，图形简单费用便宜，巧妙降低了纳米压印模板的制备成本；采用阳极氧化铝AAO方法，可以通过控制反应条件，制备不同周期不同孔径的纳米孔洞阵列，灵活方便，成本低廉，可以满足各种需求；采用纳米压印的方法转移和复制AAO的纳米孔洞阵列，避免了目前AAO纳米孔洞阵列图形转移过程中产生的结构有序性较差、AAO破损和无法重复使用等问题；采用二次压印的方法以及中间聚合物模板IPS方法，保护AAO的同时还可以有清洁作用，可以使得AAO重复使用，进一步降低成本。

主权项

一种纳米压印模板的制备方法，其特征在于，采用硬掩膜刻蚀刚性衬底，所述制备方法包括以下步骤：1)将高纯度的铝片进行表面清洁，电化学抛光，使其表面平整化；2)在恒温条件的阳极氧化酸性溶液中对铝片进行一次阳极氧化反应，产生无序纳米孔洞结构，随着反应的进行，逐渐形成自组装的初步的有序纳米孔洞阵列；3)将一次阳极氧化反应后的铝片浸在恒温的去氧化层酸性溶液中，在一次阳极氧化反应过程中，在铝片表面受到电化学腐蚀自组装形成初步的有序纳米孔洞阵列，浸在去氧化层酸性溶液后，一次阳极氧化反应产生的氧化层被去除，留下有序的腐蚀凹痕阵列；4)对铝片进行二次阳极氧化反应，纳米孔洞沿着有序凹痕阵列向下延伸，形成深度可控的有序纳米孔洞阵列；5)对样品进行形貌优化：将二次阳极氧化反应后的铝片浸入去氧化层酸性溶液中进行扩孔，从而减薄侧壁达到扩孔效果，以改变图形占空比，通过将扩孔与氧化相结合、多次交替反应，获得孔洞的形状为锥形，从而得到阳极氧化铝AAO，AAO的表面具有周期性的纳米孔洞阵列；6)对制备好的AAO进行表面清洁与抗粘处理；7)利用热压印将AAO的图形转移到中间聚合物模板IPS上，从而在IPS上形成与AAO互补的图形，得到IPS中间模板，表面具有周期性的纳米突起阵列；8)提供刚性衬底，对刚性衬底的表面进行预处理，在清洁后的刚性衬底的表面蒸镀硬掩膜，再旋涂纳米压印胶，纳米压印胶的厚度为百纳米级；9)使用IPS中间模板对刚性衬底上的纳米压印胶进行热压、紫外共压印STU，在纳米压印胶上形成与IPS互补的图形，从而在硬掩膜上的纳米压印胶的表面形成周期性的纳米压印胶孔洞阵列；10)对纳米压印胶的上表面进行去残胶刻蚀，然后以纳米压印胶为掩膜，对硬掩膜进行硬掩膜刻蚀，得到具有孔洞阵列的硬掩膜，并控制刻蚀的时间确保露出刚性衬底；11)使用湿法腐蚀的方法腐蚀或者干法刻蚀的方法刻蚀刚性衬底，并除去硬掩膜，得到所需要的具有周期性的纳米孔洞阵列的刚性衬底；12)对制备好的刚性衬底进行表面清洁与抗粘处理，即得所需的纳米压印模板。