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有序纳米阵列结构在纳米功能材料和纳米器件制造中有着特别重要的作用。制备有序纳米阵列结构通常有如下几种途径:1、化学自组织方法,包括三维和二维自组织;2、模版诱导生长法(这里主要指的是厚模模版,如Al2O3孔洞阵列,介孔沸石,多孔硅,碳纳米管等,用这种方法生成的是二维纳米丝,纳米管,纳米棒等阵列);3、薄膜模版和纳米压印刻版技术。这两种方法主要是用于平面薄膜内实现图模转印(Patter-Transfer)的技术。
本论文中主要则是利用胶体金粒子作为自组织基块,使其二维平面自组织成为有序阵列结构,以期将此有序结构作为诱导生长其它粒子的有序阵列结构或作为某些材料(如:Si)的掩模来对其进行加工。在第二章中,我们应用胶体化学的方法,用单相相转移法,两相液-液萃取法,二次成核法制备了不同粒径范围的胶体金粒子,并对其进行了粒径窄化,表面包覆,用TEM和光吸收谱对其进行了表征。在第三章中我们主要利用自然蒸发法使胶体粒子在二维平面自组装成单层膜,研究了各种条件因素对自组织的影响;其中,基于衬底表面结构对粒子的诱导自组织作用和溶液中粒子的选择性吸附原理提出了一种自上而下与自下而上相结合的方法来诱导生长有序纳米结构的途径;在第四章中,我们采用PECVD方法生长了Si/SiNx多层膜结构,然后分别利用反应离子束刻蚀和化学刻蚀制备了作为纳米压印刻版技术的条槽型模版,通过分析和比较,我们认为由化学腐蚀方法所制备的模版性能优于反应离子刻蚀所得的模版。