專利名稱：磁性多層膜納米碗單層陣列的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性多層膜納米碗單層陣列的制備方法，該陣列被廣泛的應(yīng)用于 微生物學(xué)、藥物學(xué)、高密度磁存儲及微流體學(xué)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁性納米碗狀陣列在微生物學(xué)、藥物學(xué)、高密度磁存儲及微流體學(xué)等方面具有重 要應(yīng)用前景。目前報道的制備方法以化學(xué)方法為主，與目前的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)工藝不兼容。 同時制備的材料也比較單一，以Co或!^e2O3單一材質(zhì)為主要構(gòu)成材料。而在實際應(yīng)用中，功 能多樣的多層膜或合金材料具有更重要和更廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用膠體球自組裝技術(shù)，通過圖形轉(zhuǎn)移和選擇性刻蝕等工藝步 驟，制備出磁性多層膜納米碗單層陣列。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，該制備方法包括以下步驟(1)、利用自組裝技術(shù)在硅或玻璃或ITO襯底上制備二維膠體球陣列；(2)、在膠體球陣列上通過濺射技術(shù)沉積Co/Pt多層膜，使得膠體球頂部形成倒置 的碗狀結(jié)構(gòu)層，膠體球縫隙間的襯底上沉積了多層膜納米點狀結(jié)構(gòu)；(3)、將長有多層膜的膠體球陣列轉(zhuǎn)移到另一塊襯底上，而膠體間的點狀結(jié)構(gòu)留在 原來的襯底上；(4)、利用選擇刻蝕技術(shù)除掉膠體球，在新襯底上形成納米碗陣列；(5)、如果要制備分立的納米碗陣列，需要在薄膜沉積前對膠體粒子進(jìn)行削減分 離，重復(fù)上述O)、(3)、(4)步驟的內(nèi)容則可以制備分立的碗狀結(jié)構(gòu)陣列。所述的納米碗陣列中納米碗是單層的結(jié)構(gòu)形式，大小和間距可以通過膠體球的尺 寸和間距控制，其選擇沉積膜的材料是多樣的。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果本發(fā)明方法應(yīng)用范圍很廣，可以應(yīng)用于單層膜，也可以應(yīng)用于多層膜；材質(zhì)可以是 單質(zhì)，亦可以是合金，還可以是摻雜的薄膜。相較于以往方法，本專利可用于制備單層碗狀 結(jié)構(gòu)陣列，既可以是彼此連接的碗，也可以是相互孤立的碗狀陣列。


圖1、2為本發(fā)明二維膠體球陣列結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、4、5為本發(fā)明膠體球陣列上沉積薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。圖6、7為本發(fā)明膠體球陣列轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)示意圖。圖8、9、除掉膠體球、在新襯底上形成納米碗陣列結(jié)構(gòu)示意圖。圖10、11為本發(fā)明得到的納米碗陣列SEM12、13為本發(fā)明分立的碗狀結(jié)構(gòu)陣列SEM圖。
具體實施例方式本發(fā)明所依據(jù)的原理是(1)、自組裝方法制備的膠體陣列與襯底之間為較弱的范德瓦爾斯力，很容易脫落 下來。(2)、向膠體陣列沉積薄膜，當(dāng)薄膜厚度小于膠體球半徑時，薄膜與襯底不相連接， 小球之間薄膜厚度很小。該納米碗單層陣列的制備方法包括以下步驟由附圖1、2所示首先利用自組裝技術(shù)在硅襯底上制備二維膠體球陣列；由附圖3、4、5所示在膠體球陣列上通過磁控濺射技術(shù)沉積[Co/Pt]15多層膜，使 得膠體球頂部形成倒置的碗狀結(jié)構(gòu)層(圖3、4)，膠體球縫隙間的襯底上沉積了多成膜納米 點狀結(jié)構(gòu)A，圖5為納米碗的結(jié)構(gòu)放大示意圖；由附圖6、7所示利用一個表面具有粘性的另一襯底B將長有多層膜的膠體球陣 列轉(zhuǎn)移到其上，而膠體間的點狀結(jié)構(gòu)留在原來的襯底C上；由附圖8、9所示利用選擇刻蝕技術(shù)除掉膠體球D，在新襯底B上形成納米碗陣列 E ；圖10、11為上述納米碗陣列SEM圖。由附圖12、13所示如果要制備分立的納米碗陣列，需要在薄膜沉積步驟(2)之前 對膠體球進(jìn)行削減分離(削減分離系采用反應(yīng)離子刻蝕機，用氧氣為氣源)，其他步驟重復(fù) 上述O)、(3)、的內(nèi)容則可以制備出分立的碗狀結(jié)構(gòu)陣列。
權(quán)利要求
1.一種磁性多層膜納米碗單層陣列的制備方法，其特征在于它包括以下步驟(1)、利用自組裝技術(shù)在硅或玻璃或ITO襯底上制備二維膠體球陣列；(2)、在膠體球陣列上通過濺射技術(shù)沉積Co/Pt多層膜，使得膠體球頂部形成倒置的碗 狀結(jié)構(gòu)層，膠體球縫隙間的襯底上沉積了多層膜納米點狀結(jié)構(gòu)；(3)、將長有多層膜的膠體球陣列轉(zhuǎn)移到另一塊襯底上，而膠體間的點狀結(jié)構(gòu)留在原來 的襯底上；(4)、利用選擇刻蝕技術(shù)除掉膠體球，在新襯底上形成納米碗陣列；(5)、如果要制備分立的納米碗陣列，需要在薄膜沉積前對膠體粒子進(jìn)行削減分離，重 復(fù)上述O)、(3)、(4)步驟的內(nèi)容則可以制備分立的碗狀結(jié)構(gòu)陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性多層膜納米碗單層陣列的制備方法，其特征在于 所述的納米碗陣列中納米碗是單層的結(jié)構(gòu)形式，大小和間距可以通過膠體球的尺寸和間距 控制，其選擇沉積膜的材料是多樣的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁性多層膜納米碗單層陣列的制備方法，該方法的具體步驟是首先采用自組裝技術(shù)在硅或玻璃或ITO襯底上制備二維膠體球陣列，然后在膠體球陣列上通過濺射技術(shù)沉積Co/Pt多層膜，再將長有多層膜的膠體球陣列轉(zhuǎn)移到另一塊襯底上，最后利用選擇刻蝕技術(shù)除掉膠體球，在新襯底上形成納米碗陣列。該陣列被廣泛的應(yīng)用于微生物學(xué)、藥物學(xué)、高密度磁存儲及微流體學(xué)等領(lǐng)域。
文檔編號H01F41/14GK102097208SQ20091021804
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者丁雪, 張永軍, 楊景海, 楊艷婷, 王雅新 申請人:吉林師范大學(xué)