The invention relates to a preparation method of a non-closely arranged polystyrene nanosphere template, which belongs to the technical field of nanostructure preparation. After cleaning the silicon wafer, the silicon wafer surface is hydrogen passivated; the single layer polystyrene nanospheres film is self assembled on the silicon chip, and the nano sphere film with different diameters is bombarded with the positive incident Ar+ ion beam. The beam density is 0.85 mA/cm2~3.0 mA/cm2, the Ar+ energy is 0.5 keV~1.0 keV and the bombardment time is 5 min~28 After ion beam bombardment, the diameter of the nanospheres decreases, and the position of the nanospheres remains unchanged, resulting in the formation of non-densely arranged polystyrene nanospheres templates. The size and period of nanospheres in the template are regulated by the initial diameter and bombardment conditions of the polystyrene nanospheres. The etching rate of nanospheres can be regulated to 6.19 nm/min~17.32 nm/min. It is found that the ion beam etching technology has the advantages of low etching rate, which is beneficial to control the quality of small size polystyrene nanospheres. The invention is a low cost, simple and highly stable non densely ordered polystyrene nanospheres template. The template can be applied to the research and development of ordered nanowires, nanoscale, nanoscale and nanoscale arrays.
【技术实现步骤摘要】
一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法
本专利技术涉及一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法,属于纳米材料制备
技术介绍
实现对纳米材料的可控制备是人们一直努力的方向,而有序纳米结构的出现推动了其发展。因此对有序纳米结构的研究已经成为纳米材料合成研究的主导领域和热门方向,是推动纳米材料走向应用的关键。有序纳米结构的制备需要有相应的模板,现在使用的模板主要有:阳极氧化铝(AAO)模板、光刻模板和纳米球模板。相比AAO模板和光刻模板,纳米球模板具有低成本高产出的优点,受到人们的青睐。目前已经使用非密排有序聚苯乙烯纳米球模板并结合湿法或干法刻蚀技术成功制备出有序纳米线阵列、纳米柱阵列、纳米孔阵列和纳米网格结构,这些有序纳米结构有望成为未来纳米电子、光子器件的基础材料,应用前景广阔。纳米球模板的质量决定着这些有序纳米结构的均匀性、尺寸和周期性。因此,针对不同直径的聚苯乙烯纳米球和不同尺度的需求,选择合适的制备方法尤为重要。目前非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备技术主要有等离子体刻蚀和反应离子刻蚀技术。等离子体刻蚀技术使用Ar+轰击密排的聚苯乙烯纳米球薄膜,而反应等离子体刻蚀技术使用氧等离子体刻蚀聚苯乙烯纳米球。虽然刻蚀机制不同,但是这两种方法具有刻蚀速率快的特点,等离子体刻蚀的速率为180nm/min~207nm/min(见文献NanoscaleRes.Lett.,12(2017)105),反应离子刻蚀的速率为40nm/min~90nm/min(见文献J.Phys.Chem.B,108(2004)18575和文献ColloidsandSurf.A ...
【技术保护点】
1.一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法,其特征在于:在洁净和氢钝化的Si基片上自组装单层密排聚苯乙烯纳米球薄膜,使用正入射Ar+离子束轰击纳米球薄膜,减小纳米球尺寸的同时不改变其初始位置,获得非密排有序聚苯乙烯纳米球模板。
【技术特征摘要】
1.一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法,其特征在于:在洁净和氢钝化的Si基片上自组装单层密排聚苯乙烯纳米球薄膜,使用正入射Ar+离子束轰击纳米球薄膜,减小纳米球尺寸的同时不改变其初始位置,获得非密排有序聚苯乙烯纳米球模板。2.根据权利要求1所述的一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法,其特征在于聚苯乙烯纳米球的直径为100nm~300nm。3.根据权利要求1所述的一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备方法,其特征在于本底真空为3.0×10-3Pa~3.0×10-4Pa,刻蚀气压为2×10-2Pa。4.根据权利要求1所述的一种非密排有序聚苯乙烯纳米球模板的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨杰,杨宇,王茺,张明灵,翁小康,王荣飞,邱峰,
申请(专利权)人:云南大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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