專利名稱：氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜及制備方法，尤其是一種氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
同時(shí)具有微米結(jié)構(gòu)陣列和納米結(jié)構(gòu)材料優(yōu)點(diǎn)的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，因其表面均一、活性高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耦合效應(yīng)強(qiáng)，而具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可廣泛地應(yīng)用于高活性、 高穩(wěn)定性和可重復(fù)性器件。例如聚苯乙烯微米球/碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜具有可調(diào)節(jié)的表面潤濕行為，在特定條件下可實(shí)現(xiàn)表面超疏水特性，比單純的碳納米管膜或有序微米球陣列具有更優(yōu)異的可調(diào)控潤濕性能。又例如貴金屬微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列結(jié)合了納米結(jié)構(gòu)的高活性特征和有序微結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性特點(diǎn)，在作為表面增強(qiáng)拉曼散射活性襯底時(shí)具有更大的優(yōu)勢。氧化鋅納米材料具有豐富的物理和化學(xué)性能，它在光電子器件、表面微流體、傳感器等領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。由此，人們?yōu)榱双@得微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列作了一些嘗試和努力，如在2004年4月7日公開的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書CN 1487108A中披露的一種“由空心金屬球構(gòu)成的二維、三維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料及制備方法”。它意欲提供一種由金屬包裹的介質(zhì)球或者空心金屬球殼所組成的二維和三維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料及制備方法；其中，二維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料為由金屬包裹的介質(zhì)球或者空心金屬球在襯底上按六方排列形成二維陣列，其中的介質(zhì)球?yàn)槟z體球，金屬可以是金或銀等，制備方法以膠體晶體為模板，采用先浸錫敏化，再化學(xué)鍍金屬的工藝。但是，無論是二維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料，還是其制備方法，均存在著不足之處，首先，構(gòu)成二維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料的由金屬包裹的介質(zhì)球的介質(zhì)球體和其外包裹著的金屬的層厚雖有著較大的尺寸差異和兩者間屬復(fù)合結(jié)構(gòu)，然而其仍同屬納米級(jí)而并不是微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列，同樣，構(gòu)成二維有序納米結(jié)構(gòu)金屬材料的空心金屬球既是納米尺寸，又僅為單殼層結(jié)構(gòu)，而不是內(nèi)外層具有不同構(gòu)造的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而其與由金屬包裹的介質(zhì)球一樣，限制了其可能獲得的優(yōu)越性能和獨(dú)特的用途；其次，無論是金屬包裹的介質(zhì)球，還是空心金屬球，其作為外殼的金屬層表面均過于光滑，使其極難有較高的比表面積，尤其是金屬層無法具有氧化鋅層的物理和化學(xué)性能；再次，制備方法不能獲得內(nèi)外層具有不同微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)的氧化鋅陣列薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種單層有序六方排列的微米球的外表面為納米氧化鋅的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題為提供一種氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜包括襯底上置有的有序六方排列的單層球陣列，特別是，所述球陣列中的球由介質(zhì)球及其外表面依次覆有的金膜和氧化鋅納米棒/錐構(gòu)
3成，其中，介質(zhì)球的外直徑為1 30 μ m、金膜的厚度為5 50nm、氧化鋅納米棒/錐的厚度為 200 800nm ；所述氧化鋅納米棒/錐的棒/錐軸線與所述球的球心相垂直，其棒/錐長為200 800nm、棒/錐直徑為80 160nm、錐的錐度為3 30度。作為氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球，或二氧化硅球，或空心球。為解決本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)問題，所采用的另一個(gè)技術(shù)方案為氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法包括將單層晶體模板置于襯底上，以及氧化鋅電解液的配制， 特別是完成步驟如下先將其上帶有單層晶體模板的襯底置于壓力為5 10 下離子濺射沉積金膜， 得到金膜球陣列，再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為60 80°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-0. 3 -2. OmA/cm2下采用三電極法電沉積 30min 4h，制得氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。作為氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極；所述的單層晶體模板由聚苯乙烯膠體球構(gòu)成，或由二氧化硅球構(gòu)成；所述的襯底為金屬片，或單晶硅，或玻璃，或?qū)щ姴Ａ?，或?qū)щ娤鹉z；所述的氧化鋅電解液為濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液，或濃度為 0. 03 0. 07M的硝酸鋅/氨水水相溶液；所述的硝酸鋅/氨水水相溶液為向攪拌下的溫度為65 75°C、濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液中滴加飽和氨水，直至硝酸鋅溶液變?yōu)榍宄?；所述的將氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球， 獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜；所述的將氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球，獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，對(duì)制得的產(chǎn)物分別使用掃描電鏡、透射電鏡和X射線衍射儀進(jìn)行表征，由其結(jié)果可知，產(chǎn)物為置于襯底上的有序六方排列的單層球陣列。球陣列中的球由介質(zhì)球及其外表面依次覆有的金膜和氧化鋅納米棒或氧化鋅納米錐構(gòu)成；其中，介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球或二氧化硅球或空心球，介質(zhì)球的外直徑為1 30 μ m， 金膜的厚度為5 50nm，氧化鋅納米棒或氧化鋅納米錐的厚度均為200 800nm。氧化鋅納米棒或氧化鋅納米錐的棒或錐軸線與球的球心相垂直，其棒或錐的長度為200 SOOnm、 棒或錐的直徑為80 160nm、錐的錐度為3 30度；其二，這種微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜既具有氧化鋅納米材料的特點(diǎn)，如高比表面，好活性，又有著微陣列結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性，從而使其具有了極高的應(yīng)用價(jià)值；其三，產(chǎn)物除因其仿荷葉表面的幾何形態(tài)，有望用于超疏水表面及相關(guān)器件之外，更可以作為依托襯底，進(jìn)一步應(yīng)用于其它需要微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列的領(lǐng)域，比如，在產(chǎn)物上蒸發(fā)沉積或?yàn)R射沉積金膜或銀膜，該結(jié)構(gòu)將同時(shí)具有納米粗糙度和微結(jié)構(gòu)陣列特性，將是一種非常理想的表面增強(qiáng)拉曼散射活性襯底；其四，制備過程中用料少， 無污染，屬綠色合成技術(shù)，且生產(chǎn)效率高，適于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；其五，制備方法具有可控性和普適性，通過對(duì)介質(zhì)球體直徑的選擇，可控制陣列的周期，通過對(duì)電解液配方、電沉積時(shí)的電流密度和沉積時(shí)間的控制可獲得不同結(jié)構(gòu)的表面形態(tài)和相關(guān)尺寸，同時(shí)，也可以將制備方法應(yīng)用于其它微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的合成。作為有益效果的進(jìn)一步體現(xiàn)，一是介質(zhì)球優(yōu)選為聚苯乙烯膠體球，或二氧化硅球，或空心球，均使產(chǎn)物獲得了微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列所具有的綜合性能；二是三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極優(yōu)選為石墨電極，參比電極優(yōu)選為飽和甘汞電極，均利于電沉積的實(shí)施；三是單層晶體模板優(yōu)選由聚苯乙烯膠體球或二氧化硅球構(gòu)成，不僅便于單層晶體模板的制作，還易于將介質(zhì)球處理成空心狀態(tài)；四是襯底優(yōu)選為金屬片，或單晶硅，或玻璃，或?qū)щ姴Ａ?，或?qū)щ娤鹉z，除使襯底有較大選擇的余地之外，也使制備工藝更易實(shí)施且靈活；五是氧化鋅電解液為優(yōu)選濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液，或優(yōu)選濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅/ 氨水水相溶液，既確保了氧化鋅能均勻地組裝到金膜球陣列的外表面，又使得生成的氧化鋅形貌為可控的納米棒狀或納米錐狀。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1是對(duì)使用硝酸鋅溶液作為氧化鋅電解液時(shí)制得的產(chǎn)物使用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行表征的結(jié)果之一。由該SEM照片可看出，產(chǎn)物為由其棒軸線指向球心的棒狀物豎立于有序六方排列的單層球陣列的球之上所構(gòu)成。圖2是對(duì)使用硝酸鋅/氨水水相溶液作為氧化鋅電解液時(shí)制得的產(chǎn)物使用掃描電鏡進(jìn)行表征的結(jié)果之一。由該SEM照片可看出，產(chǎn)物為由其錐軸線指向球心的錐狀物豎立于有序六方排列的單層球陣列的球之上所構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式首先用常規(guī)方法制得或從市場購得商業(yè)化單分散的直徑為1 30 μ m的聚苯乙烯膠體球和二氧化硅球，并將其制成相應(yīng)的單層晶體模板；作為襯底的金屬片、單晶硅、玻璃、導(dǎo)電玻璃和導(dǎo)電橡膠；作為氧化鋅電解液的濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液和濃度為0. 03 0. 07M 的硝酸鋅/氨水水相溶液，其中，硝酸鋅/氨水水相溶液為向攪拌下的溫度為65 75°C、濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液中滴加飽和氨水，直至硝酸鋅溶液變?yōu)榍宄?。接著，?shí)施例1制備的具體步驟為先將其上帶有由球直徑為2 μ m的聚苯乙烯膠體球(或二氧化硅球)構(gòu)成的單層晶體模板的襯底置于壓力為5 下，離子濺射沉積厚度為5nm的一層金膜，得到金膜球陣列；其中，襯底為玻璃。再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為60°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-0. 3mA/cm2下采用三電極法電沉積4h ；其中， 三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極，氧化鋅電解液為濃度為0. 03M的硝酸鋅溶液。制得近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若使用的氧化鋅電解液為濃度為0. 03M的硝酸鋅/氨水水相溶液，則制得近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。
若欲獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，則只需再將上述產(chǎn)物置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球(或置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球)，得到近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，或得到近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那颉⒖招那蛲獗砻嬉来胃灿薪鹉ず脱趸\納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。實(shí)施例2制備的具體步驟為先將其上帶有由球直徑為2 μ m的聚苯乙烯膠體球(或二氧化硅球)構(gòu)成的單層晶體模板的襯底置于壓力為6. 5Pa下，離子濺射沉積厚度為15nm的一層金膜，得到金膜球陣列；其中，襯底為玻璃。再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為65°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-0. 6mA/cm2下采用三電極法電沉積2. 5h ； 其中，三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極，氧化鋅電解液為濃度為0. 04M的硝酸鋅溶液。制得近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若使用的氧化鋅電解液為濃度為0. 04M的硝酸鋅/氨水水相溶液，則制得近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若欲獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，則只需再將上述產(chǎn)物置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球(或置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球)，得到近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，或得到近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。實(shí)施例3制備的具體步驟為先將其上帶有由球直徑為2 μ m的聚苯乙烯膠體球(或二氧化硅球)構(gòu)成的單層晶體模板的襯底置于壓力為8 下，離子濺射沉積厚度為25nm的一層金膜，得到金膜球陣列；其中，襯底為玻璃。再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為70°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-ImA/cm2下采用三電極法電沉積Ih ；其中，三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極，氧化鋅電解液為濃度為 0. 05M的硝酸鋅溶液。制得如圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若使用的氧化鋅電解液為濃度為0. 05M的硝酸鋅/氨水水相溶液，則制得如圖2 所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若欲獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，則只需再將上述產(chǎn)物置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球(或置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球)，得到如圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，或得到如圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。
實(shí)施例4制備的具體步驟為先將其上帶有由球直徑為2 μ m的聚苯乙烯膠體球(或二氧化硅球)構(gòu)成的單層晶體模板的襯底置于壓力為9 下，離子濺射沉積厚度為33nm的一層金膜，得到金膜球陣列；其中，襯底為玻璃。再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為75°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-I. 5mA/cm2下采用三電極法電沉積45min ；其中，三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極，氧化鋅電解液為濃度為0. 06M的硝酸鋅溶液。制得近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若使用的氧化鋅電解液為濃度為0. 06M的硝酸鋅/氨水水相溶液，則制得近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若欲獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，則只需再將上述產(chǎn)物置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球(或置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球)，得到近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那颉⒖招那蛲獗砻嬉来胃灿薪鹉ず脱趸\納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，或得到近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。實(shí)施例5制備的具體步驟為先將其上帶有由球直徑為2 μ m的聚苯乙烯膠體球(或二氧化硅球)構(gòu)成的單層晶體模板的襯底置于壓力為10 下，離子濺射沉積厚度為50nm的一層金膜，得到金膜球陣列；其中，襯底為玻璃。再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為80°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-2. OmA/cm2下采用三電極法電沉積30min ；其中，三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極，氧化鋅電解液為濃度為0. 07M的硝酸鋅溶液。制得近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若使用的氧化鋅電解液為濃度為0. 07M的硝酸鋅/氨水水相溶液，則制得近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球、聚苯乙烯膠體球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。若欲獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，則只需再將上述產(chǎn)物置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球(或置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球)，得到近似于圖1所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，或得到近似于圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榭招那?、空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。再分別選用球直徑為1 30 μ m中的任一球直徑的聚苯乙烯膠體球或二氧化硅球制成單層晶體模板；選用作為氧化鋅電解液的濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液，或濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅/氨水水相溶液；重復(fù)上述實(shí)施例1 5，同樣制得了如或近似于圖1和圖2所示的介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球或二氧化硅球或空心球、聚苯乙烯膠體球或二氧化硅球或空心球外表面依次覆有金膜和氧化鋅納米棒或氧化鋅納米錐的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜及其制備方法進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，包括襯底上置有的有序六方排列的單層球陣列，其特征在于所述球陣列中的球由介質(zhì)球及其外表面依次覆有的金膜和氧化鋅納米棒/錐構(gòu)成， 其中，介質(zhì)球的外直徑為1 30 μ m、金膜的厚度為5 50nm、氧化鋅納米棒/錐的厚度為 200 800nm ；所述氧化鋅納米棒/錐的棒/錐軸線與所述球的球心相垂直，其棒/錐長為200 800nm、棒/錐直徑為80 160nm、錐的錐度為3 30度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜，其特征是介質(zhì)球?yàn)榫郾揭蚁┠z體球，或二氧化硅球，或空心球。
3.—種權(quán)利要求1所述氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，包括將單層晶體模板置于襯底上，以及氧化鋅電解液的配制，其特征在于完成步驟如下先將其上帶有單層晶體模板的襯底置于壓力為5 10 下離子濺射沉積金膜，得到金膜球陣列，再將其上附有金膜球陣列的襯底置于溫度為60 80°C下的氧化鋅電解液中，以其作為工作電極，于沉積電流密度為-0. 3 -2. OmA/cm2下采用三電極法電沉積30min 4h，制得氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是三電極法電沉積時(shí)的對(duì)電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是單層晶體模板由聚苯乙烯膠體球構(gòu)成，或由二氧化硅球構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是襯底為金屬片，或單晶硅，或玻璃，或?qū)щ姴Ａ?，或?qū)щ娤鹉z。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是氧化鋅電解液為濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液，或濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅/氨水水相溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是硝酸鋅/氨水水相溶液為向攪拌下的溫度為65 75°C、濃度為0. 03 0. 07M的硝酸鋅溶液中滴加飽和氨水，直至硝酸鋅溶液變?yōu)榍宄骸?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是將氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜置于二氯甲烷溶劑中去除聚苯乙烯膠體球，獲得空心的微/ 納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜的制備方法，其特征是將氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜置于氫氟酸溶劑中去除二氧化硅球，獲得空心的微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜及其制備方法。薄膜為襯底上置有有序六方排列的單層球陣列，其中的球由介質(zhì)球及其外表面依次覆有的金膜和氧化鋅納米棒/錐構(gòu)成，其中，介質(zhì)球的外直徑為1～30μm、金膜的厚度為5～50nm，氧化鋅納米棒/錐的棒/錐軸線垂直于球心，棒/錐長為200～800nm、棒/錐直徑為80～160nm、錐的錐度為3～30度；方法為先將其上帶有單層晶體模板的襯底置于壓力為5～10Pa下離子濺射沉積金膜，得到金膜球陣列，再將金膜球陣列置于溫度為60～80℃下的氧化鋅電解液中，于沉積電流密度為-0.3～-2.0mA/cm2下采用三電極法電沉積30min～4h，制得氧化鋅微/納復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列薄膜。薄膜可廣泛地用于光電子器件、表面微流體、傳感器等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B82B3/00GK102167278SQ20101011659
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉廣強(qiáng), 張洪文, 段國韜, 羅媛媛, 蔡偉平 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院