基于二维胶体晶体刻蚀法的纳米颗粒阵列
第八章 自组装纳米加工技术
纳米粒子组装成的二维或三维类晶体结构的用途：
1)直接用来作为光子晶体材料,或高密度磁存储介质
通过自组装形成类晶体的不仅仅是聚苯乙烯纳米球，还可以是其 他 各种材料,如二氧化硅纳米球、金属材料纳米球、半导体材料纳米球、 磁材料纳米 球或由聚苯乙烯包裹的其他材料的纳米球。
2)作为母版，由其翻制成其他材料的周期性纳米结构。
在固体表面沉积的随机分布的分子在特定温度下会自动形成纳米晶体结构
(a)制作非晶硅天层结构
(b)高温退火处理
(C)清除衬底与夹层
分子自组装
分子间发生电子交换
化学过程
不同分子电位与极性之间 相互吸引和排斥
物理过程 纳米粒子自组装
分子或原子在固体表 面的迁移与扩散
(a)表面形貌诱导组装示意图
(b)聚苯乙烯小球在V形槽中的组装
自上而下：复杂的电路结构由平面衬底表面逐层建造形 成。自上而下的加工方式其最小可加工结构尺寸最终受 限于加工工具的能力：光刻工具或刻蚀设备的分辨能力。
自下而上：大自然，在上亿年间通过自组装 （Selfasseinbly)和自构建 (Self-ConStmCtion)方式,从分子水 平基础上创造了世间复杂万物。而分子这一最基本的构 建单元与目前最小可加工的结构相比至少小一个数量级, 所以纳米加工技术 的最终发展是分子水平的自组装技术。 如果把分子自组装看做是一种微纳米结构加工手段，则 从分子水平出发构建纳米或微米结构是一种“自下而上” （Bottom-Up)的加工方式,它彻底颠覆了传统的自上而下 的加工理念。
分子自组装纳米加工有两方面的优势：一是组装结构为 分子尺度，远远小于目前传统纳米加工所能实现的结构 尺寸；二是低成本。
原理上，分子自组装过程是自动的、自发的，不需要昂 贵的加工设备，但真正实现上述两方面优势还需要相当 长 的研发过程。目前分子自组装或其他自组装技术作 为一种微纳米加工手段还是相当原始的，大多数自组装 结构呈现二维准晶格阵列结构。即使是二维准晶格阵列， 要实现大面积长程有序（long range ordered)还是相当困 难的。在大多数情况下， 自组装必须与传统微纳米加 工技术相结合，即所谓“自上而下与自下而上相结 合”，以保证自组装的结构有实用价值。
自组装技术综述
第一章1 背景意义（引言）材料在人类社会进步过程中有着特殊意义。
从石器时代，青铜时代，铁器时代，到水泥/钢筋时代，再到硅时代，无一不体现出材料的重要作用。
科学家预言，我们正步入纳米时代。
纳米是长度单位，原称毫微米，就是十亿分之一米或者说百万分之一毫米，略等于45个原子排列起来的长度。
纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，研究领域为结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。
现在纳米研究正在蓬勃展开。
科学家们通过实验发现，在纳米尺度的结构有很多新现象，新特征，新技术。
纳米电子器件有金属块，纳米陶瓷，纳米氧化物，纳米药物，纳米卫星，以后还有纳米化妆品、纳米电冰箱、纳米洗衣机、纳米布、纳米水等新产品问世。
过去几十年间，微电子和计算机技术被广泛运用。
内存的容量和运行速度以幂指数式增长。
这种增长机制正是通过降低芯片的尺寸来实现的。
目前，为满足客户需求，芯片尺寸已降低到100nm以内。
在生物医学和人类健康领域，为了更好的诊断和治疗，纳米探测器，纳米抗体，纳米药物的研究正蓬勃展开。
在纳米尺度上实现材料表面结构和性质的加工或图案化，对现代技术的发展和理论的应用有着重要的意义，特别是新型微小结构的成功构造或现有结构的微型化。
微加工或图案化技术，除了对微电子技术中的集成电路、信息存储器件、微机电系统有巨大推动作用外，还对小型传感器、机械材料、生物载体和微型光学元件等的响应速度、成本、能耗和性能有优化作用。
与此同时，纳米技术的发展和应用融合了多门传统学科，相继衍生出多种学科门类，创造了新的理论和方法，为微观世界的研究提供了很好的契机。
然而也面临着很多困难，纳米材料在热力学、动力学、光学、磁学、电学以及化学性质方面都与宏观物体有很大的不同。
首先的加工制作的困难。
尺度太小，要求很精确，受传统理论的限制。
比如，光刻中受衍射极限的限制，传统的方法很难获得突破性进展。
此外也受形态和空间排布的影响。
1959年，著名理论物理学家Feynman就提出纳米材料与技术的构想。
【国家自然科学基金】_纳米有序阵列_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
科研热词 集束热拉伸 阳极氧化铝模板 金属纳米颗粒 透射光谱 聚合物模板 纳米线 等离激元共振 磁滞回线 电化学沉积 有序阵列 接触角 尺寸控制 多孔阵列 多孔阳极氧化铝膜 垂直磁各向异性 固体表面能 wood异常 fano共振
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词 银有序纳米结构阵列 表面增强拉曼散射 膀胱肿瘤细胞 聚苯胺纳米线阵列 纳米薄膜 纳米棒 碳纳米管阵列 硫化镉 电流脉冲法 电化学聚合法 形貌调控 对氨基苯硫酚 多孔阳极氧化铝膜
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2014年 科研热词 推荐指数 阳极氧化铝模板 1 镍纳米线 1 金红石型tio2纳米棒阵列 1 纳米线阵列 1 纳米线 1 电催化 1 甲醇催化 1 模板法 1 核壳式结构 1 核壳式纳米结构 1 杂化太阳电池 1 全固态纳米结构太阳电池 1 交流电沉积 1 zno纳米管阵列 1 p3ht 1 cu2o纳米晶 1 cdte纳米晶 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 阳极氧化铝模板 阳极氧化铝 自组装 纳米线 纳米球刻蚀 纳米有序阵列 电沉积 模板法 模板合成 有序阵列 团簇阵列 光致发光 光吸收 二维cds纳米有序阵列 cu2o
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2-胶体晶体
第21卷 第5期大学化学2006年10月胶体晶体李澄 齐利民(北京大学化学与分子工程学院 北京100871) 摘要 简要综述胶体晶体的研究进展情况,主要介绍胶体粒子的简单自组装、模板引导下的自组装和二元胶体晶体组装等几类主要的胶体晶体制备技术,并概述胶体晶体在光子晶体、传感器、光子纸张、三维有序大孔材料、二维纳米结构阵列等方面的应用。
胶体一般是指分散相颗粒的特征尺度大约介于1n m～1μm之间的分散体系,例如溶胶便是一种典型的固/液分散体系,即由固态的胶体粒子(或胶粒)均匀分散于连续的液态介质而形成的胶体分散体系。
所谓单分散胶体粒子则意味着体系中所有胶粒具有高度均一的大小、形状、化学组成、内部结构及表面性质。
由一种或多种单分散胶体粒子组装并规整排列而成的二维或三维有序结构统称为胶体晶体(coll oidal crystals)。
胶体晶体与普通晶体在结构上十分相似,只是胶体晶体中占据每个晶格点的是具有较大尺度的胶粒,而不是普通晶体中的分子、原子或离子。
人们很早就发现,自然界中的一种天然多彩宝石———蛋白石(opal)就是由单分散二氧化硅球形颗粒(直径150～400n m)密堆积而成的胶体晶体[1]。
由于二氧化硅颗粒本身没有颜色,这里的颜色产生于重复周期与可见光波长可相比拟的胶体晶体对可见光的布拉格衍射,也称为结构颜色。
最近,人们又发现澳大利亚一种甲虫的背部介壳所具有的金属光泽来源于它内部的类蛋白石结构,即该介壳是由透明的单分散球形颗粒(直径250nm)严格六方密堆积而成的胶体晶体[2]。
自然界中蛋白石结构的存在引起了人们对胶体晶体的关注,而近20年来有关光子晶体的研究则大大激发了人们对于胶体晶体的研究兴趣,因为胶体晶体构成了潜在的光子晶体和制备光子晶体的模板[3]。
目前,人们已经能够在实验室中合成多种多样的胶体晶体(也称作合成蛋白石),其中使用最多的单分散胶体粒子为球形的二氧化硅胶体颗粒和聚合物乳胶颗粒,图1给出了典型的二氧化硅胶体晶体[4]和聚苯乙烯(PS)胶体晶体[5]的扫描电镜(SE M)照片。
利用胶体小球掩蔽刻蚀技术制备的半导体纳米阵列的场电子发射特性
定 性较差 ， 限制 了它们 在 真空 电子学 领域 的应 用 。场发射不稳定性 是 由于碳 纳米管在发 射 Ｊ
过 程 中 的逐 渐老 化 所 造成 的 。从 这 个 方 面 来看 ，
结合微细加工技术与真空技术 ， 制备出灵敏度高 、 抗 辐射 、 体积 小 的场 发 射压 力 传 感 器 。正 因为 场
收稿 日期 ： ０ ７１ －５ ２０ ．１２ ；修订 日期 ： ０ ８０ ２０ －１
２ 实
验
在实验中， 首先采用 自组装法制备有序排列
基金项 目： 国家 自然科学基金 （０ ２４４ ； ６４５ １ ） 国家重 大基 础研究 规划 （０７ Ｂ １４１ ； ２０Ｃ ６３０ ） 高等 学校博 士点专 项基金 （ｏ７２４２ ） ２ｏ０８ｏｏ
资助项 目 作者简介 ： 周江 （９ ２ 。 ， １８ 一） 男 江苏人 ， 硕士研究生 ， 主要从事硅基半导体 薄膜 的制备与场发射特性的研究。
ｉ
Ｅ ｍ ｉ ｊｉｅ ５ ａ ．０ ・ ａｌ ｎｎ＠ ， ｉ ｏｍ ：ｚ ｍｌ 通 讯 联 系 人 ； —ｌ ｉ ｕ ＠ ｎｕ ｅ ｕｃｌ Ｔ ｌ ０ ５ ８ ５４ ３ Ｅ ｌ ￣ ￣ｕ ｊ．ｄ ．ｒ ｅｉ（２ ） ３ ９８ ６ ｌ ｊ ａ 。
不论在军事还是在 民用 中， 场发射技术都有
着广泛的应用前景 。利用场致电子发射取代传统
的热电子枪发射 ， 通过薄膜晶体 管来实现寻址功
能制备的场发射平板显示器有着功耗效率低 、 器 件薄、 面积大 等其 他显示器无 法 比拟 的优点 …。
最 近 ， 发射 技术 还被 运用 到微 电子 机械 系统 中 ， 场
硅锥体结构与碳纳米管相 比具有相似的几何特征 和更稳 定 的结 构 特性 ， 因此 用 纳 米 硅 柱 阵列 来 制 作场发射器件应该是很有前途的 。但是 ， 目前
【精品】微纳结构在光电功能器件方面的应用研究
微纳结构在光电功能器件方面的应用研究可行性报告一、立项必要性近年来，随着绿色能源概念的提出，对于太阳能、风能、生物能源的利用需求促使人们为提高能量利用率而对器件结构、材料提出更高的要求，其中对于光能的利用涉及到光电功能器件的高效发射、传输、转换、接收与探测光子信号的过程，器件类型包括发光二极管（LED），光学波导，太阳能电池，可见及红外光探测器等，器件结构设计与优化对于性能的提高起到非常重要的作用。
近年来在器件结构优化的过程中经常用到二维微纳米周期阵列结构，用来增加对于光线的调控，均取得了较好的效果，如：1.用于LED的“表面粗化技术”和“蓝宝石图形化衬底技术”。
LED芯片在制作过程中，通常会遇到由于界面及表面折射率差过大而影响到光线出射的问题，从而影响到LED外量子效率的提高，通常采用的结构改进方法为表面粗化与蓝宝石图形化衬底技术（PSS）等，分别在外延片顶部与衬底表面采用光刻+刻蚀等工艺制作二维周期性结构，一方面能够有效改善LED表面结构对称性，增加出光几率，另一方面，还能够通过侧向外延等手段，有效地减少衬底与外延层晶格失配，达到减少位错密度，改善晶体质量的效果。
2.用于太阳能电池硅材料表面及其封装玻璃表面的二维周期阵列结构。
为了增加太阳能电池对于光线的吸收，减少材料表面的反射，通过微纳结构设计，并采用严格耦合波分析（RCWA）仿真，能够得到高吸收、低反射的二维周期结构。
如通过各向异性腐蚀、飞秒脉冲激光等硅表面微加工技术制作的“黑硅”表面，具有周期性，微纳尺寸的“小金字塔”结构，在250nm—2500nm 的宽光谱范围都具有超高效率的吸收。
在封装玻璃表面通过光刻结合蚀刻的技术，或者通过微纳尺寸小球的自组装技术获得类似“蛾眼”结构，能够形成折射率从玻璃到空气端的有效梯度减少，从而能够获得宽光谱（400nm-1100nm），宽角度（0-60度）范围极低的反射率，在太阳能电池产品中有着重要的应用前景。
生物芯片论文
生物芯片(林贤和 11111122)摘要: 生物芯片技术是国际上近年来发展起来的一门高新技术，具有高通量、高信息量、快速、所需样品少等优点，已经成为科学研究的热点之一。
本文介绍生物芯片的概念、生物芯片的种类及其应用、生物芯片的制作、生物芯片的研究开发方向等方面内容。
概念:生物芯片是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。
狭义的生物芯片是指包括在固相载体（如硅片、玻璃、塑料和尼龙膜等）上的高密度 DNA、蛋白质、细胞等生物活性物质的微阵列，主要包括 cDNA微阵列、寡核苷酸微阵列和蛋白质微阵列。
这些微阵列是由生物活性物质以点阵的形式有序地固定在固相载体上形成的。
在一定的条件下进行生化反应，反应结果用化学荧光法、酶标法、同位毒法显示，再用扫描仪等光学仪器进行数据采集，最后通过专门的计算机软件进行数据分析。
种类及其应用:生物芯片主要分为分析生物芯片、芯片实验室、生物计算机芯片。
分析生物芯片又分基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片、细胞芯片和其它芯片。
•基因芯片: 又称为寡核苷酸探针微阵列，它是基于核酸探针互补杂交技术原理而研制的。
它使待分析样品通过与芯片中已知碱基顺序的DNA片段互补杂交，从而确定样品中的核酸序列和性质，并对基因表达的量及其特性进行分析。
基因芯片是生物芯片技术中发展最成熟和最先实现商品化的产品，它和我们日常所说的计算机芯片非常相似，只不过高度集成的不是半导体管，而是成千上万的网格状密集排列的基因探针，通过已知碱基顺序的 DNA片段，来结合碱基互补序列的单链 DNA，从而确定相应的序列，通过这种方式来识别异常基因或其产物等。
基因芯片主要应用于基因差异表达分析和基因鉴定，DNA测序、基因突变及多态性扫描，肿瘤的发生、分型与诊断，基因组的比较及细菌学、病毒学等的多项研究中。
•蛋白质芯片: 它与基因芯片的原理类似，只是芯片上固定的分子是蛋白质(如抗原或抗体等)，而且，检测的原理是依据蛋白分子、蛋白与核酸、蛋白与其他分子的相互作用。
纳米材料与技术-纳米结构与器件
第八章纳米结构与器件一、纳米结构概述二、人工纳米结构组装体系三、纳米结构和分子自组装体系四、厚膜模板合成纳米阵列五、介孔固体和介孔复合体六、MCM—41介孔分子筛七、单电子晶体管八、碳纳米管有序阵列体系的CVD合成一、纳米结构概述1. 定义纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础，按一定规律构筑或营造的一种新的体系。
该体系是当前从纳米材料领域派生出来的含有丰富科学内涵的一个重要分支科学。
2. 学科特点以原子为单元的有序排列，相对独立，有其自身的特点：①有许多奇特的理化现象和性质②与下一代量子结构器件密切相关3. 主要内容①纳米级物质单元：纳米微粒、团簇、人造超原子；纳米管、棒、丝、线、缆线、带状结构；纳米尺寸的空位、孔洞等②构筑过程中的驱动力：外因—人工纳米结构组装体系内因—纳米结构自组装体系；分子自组装体系。
4. 研究意义将对于纳米材料中的基本物理效应的认识不断引向深入①可研究单个纳米结构单元的行为、特性②可对纳米材料基元的表面进行控制，认识其间的耦合、协同效应可建立新原理，构筑纳米材料体系的理论框架，为自由利用纳米材料的理化特性、创造新的物质体系和量子器件打下基础。
二、人工纳米结构组装体系按人类的意志，利用物理、化学的方法，人为地将纳米尺度的物质单元按一定的规律组装、排列，构成一维、二维和三维的纳米阵列结构体系。
体系的特性①纳米微粒的特性：小尺寸、量子尺寸、表面效应等②组合后的新特性：量子耦合效应、协同效应等③可通过外场控制光、电、磁场操控体系的性能 纳米超微型器件 创造出新的物质体系：纳米结构、量子效应原理性器件等。
通过对纳米材料基本单元的行为、特性的研究、控制，可建立新的原理。
是纳米材料研究的前沿。
三、纳米结构和分子自组装体系1. 定义①纳米结构自组装体系是指通过弱的和较小方向性的非共价键（氢键、Van der Waals键和弱离子键）的协同作用把原子、离子或分子连接在一起，构筑成一个纳米结构或纳米结构的花样。
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接沉积’ 当所选衬底是导体或半导体时， 还可以应用 电化学沉积法实现元素沉积： 在掩膜去除以前用一 定能量的等离子体或激光束轰击样品， 使孔隙处的 衬底出现缺陷， 去除掩膜并以此衬底为阳极， 以含有 相应金属离子的盐溶液为电解液构造电解池， 通一 定的电流， 可以使金属离子还原沉积在缺陷位置形
［ &$ ］ 成纳米颗粒阵列， ()*+),), 等人 应用这种方法制
［ ** ， *+ ］ 维胶体晶体尺度可达平方厘米量级 ， 足以作为
（ C） A 纳米颗粒二维阵列示意图
>A 二维胶体晶体刻蚀的基本过程
首先是掩膜的合成， 这是刻蚀过程中关键的一 （ 通常是聚苯乙烯球） 悬浮液 步! 将一定量的胶体球 滴在衬底上， 然后在一定的条件下使溶剂蒸发， 蒸发 过程中 胶 体 球 可 以 自 组 织 排 列 成 致 密 的 六 方 点 阵
［ &% ］ 响一般很小， 理论计算表明 ， 当银纳米颗粒的间 距为 &&%6D 时， 在多数情况下， 阵 ! D/H 仅红移 46D，
! ! 颗粒的初始尺寸参数包括颗粒底部尺寸 !、 高 以及间距 # *1 （ 见图 % ） ’ 根据相应的几何关系， 度 "， 不难得出下面关系： " & & ! 2( $ （ ! " %& % ） &， # *1， &， 2( $ # " " ! ! & ! 3( $（ ! " %& % ） &， # *1， 3( $ &’ " ! 下标 2( 及 3( 分别对应于单层、 双层胶体晶体刻蚀 形成的颗粒阵列， & 为胶体球直径’ 可见颗粒间距及 其初始尺寸取决于胶体球大小， 而高度 " 则取决于 沉积的厚度’ 颗粒阵列形态的改变可通过沉积后的处理来实 现， 如： 热退火处理， 通过加热使颗粒球化， ()*+),),
图*
［>］ （ 8） A 银 B 二氧化硅纳米颗粒介孔组装体系电镜照片 ；
［ *= ， *> ］ 且有良好的亲水性! 然而 :2.;2323 等人 发明的
漂移法 （ NLI8J.9F H J389/N233.9F ） 可以克服这一限制， 能够将单层胶体晶体转移到任意平面甚至弯曲表面 上， 从而扩大了胶体晶体刻蚀的应用范围! 合成的二
［ 4］ ［ ,， +］ 等人 的 工 作，其 后 经 过 5206789 ，:2.;23< ［ *= —*> ］ ［ *" —*+ ］ 23 以及 5?@92 等研究小组的努力， 到目前
所示! 如果为双层胶体晶体， 则呈六方面心对称， 如 图* （ C） 所示， 单个颗粒形状为六角锥形!
为止， 已经发展成为一种近乎成熟的二维纳米颗粒 阵列合成方法， 其成本低， 设备简单， 易于规模化； 通 过改变外界条件， 如胶体球的直径、 沉积厚度或沉积 后处理等， 可以对颗粒形状、 尺寸以及间距进行控 制， 从而实现对颗粒阵列整体性质的有效控制! 这种
［ *> ， *" ］
大尺度刻蚀的掩膜! 元素沉积方法主要是真空蒸发沉积， 如已有报
［ 4］ ［ ** ］ ［ *" ， *+ ］ 道的铂 、 金 、 银 等单金属纳米颗粒阵列， ［ "# ］ ’.O>［ ""］、 P> O"［ "#］、 Q9& 等金属氧化物和硫化物纳 ［ *" ］ 米颗粒阵列， RID0 （ 钴酞化氰） 有机化合物纳米
作了 -. 纳米颗粒阵列’
"!
阵列的结构形态
基于二维胶体晶体刻蚀法合成的颗粒阵列体系
［ &$ ］ 图 4! @. 颗粒阵列退火后的 @AB 像
结构形态取决于衬底上单个颗粒的尺寸、 形状及其 排列方式’ 而颗粒的原始形状主要有两种： 三角锥形 （ 单层刻蚀） 和六角锥形 （ 双层刻蚀） ， 如图 % 所示， 排列方式也是两种， 即六方对称和六方面心对称’
图 %! 单层 （ /） 、 双层 （ 0） 掩膜沉积的颗粒二维几何示意图
制’ 当光激发金属纳米颗粒时能够引起表面自由电 子 （ 等离子体） 的集体振荡， 从而引起对入射光子的 吸收或散射， 这种振荡主要集中于颗粒的近表面区 域， 可以用表面等离子体共振 （ :.,C/<) 19/:D76 ,):7? 6/6<) ，2EF） 来描述， 其大小与颗粒的几何形态 （间 距、 尺寸、 形状） 和纳米环境 （ 周围介质） 有关， 粒径 在 #$ 到几百个纳米范围内的贵金属纳米颗粒， 其表 面等离子体共振发生在可见光到红外光区， 可以由 紫外 G 可见光 G 红外消光光谱仪来检测， 从而确定 纳米颗粒的光学性质’ ! ’ "# 颗粒几何形态的影响 颗粒间距影响光学性质， 主要是因为两个颗粒 间的电磁场耦合的作用’ 相距非常近的两个颗粒， 一 个颗粒的表面导电电子共振势必要受到其耦合对象 的影响而使共振能量减少， 从而引起 2EF 吸收峰峰 位 （ ! D/H ） 的红移’ 不过颗粒间距对于颗粒性质的影
得单层或双层胶体晶体， 如图 > 所示! 接着， 在附有 胶体晶体的衬底上沉积一定厚度的物质! 尔后， 将样 品放入有机溶剂中， 配合超声作用将胶体球溶解， 使 其脱离衬底， 则在衬底上留下通过胶体球间孔隙所 沉积的颗粒阵列， 如果掩膜为单层胶体晶体， 则阵列
［ "= ］ 呈 D)77 对称， 单个颗粒的形状为三角锥形， 如图 "
（ 批准号： R$#S’$TU ） 资助项目 !! 国家自然科学基金 #$$# V $U V ’’ 收到初稿， #$$# V ’# V #" 修回 &! 通讯联系人( W0J32A： LDH32X J32A( 2CCD( 3H( H.
， 构成介孔组装体系， 只要颗粒间距足够大，
则单个颗粒的性质可以很好地表现出来， 同时由于 颗粒间及颗粒与分散剂间的相互作用还可以产生新 的效应， 如量子耦合效应、 协同效应等( 然而，这种
［ >= ］ 体系可以为研究颗粒尺寸相关的光学性质 、 磁性 ［ >* ］ ［ >> ］ ［ >" ］ ［ ># ］ 能 、 催化特性 、 热动力学性质 、 电子输运 ［ >% ］ 等特 性 提 供 便 利， 并在信息存储 、 平板显示 ［ >) ］ ［ >4 ］ ［ >, ］ 器 、 量子点激光器 、 传感器 、 单电子晶体 ［ >+ ］ 等方面有着潜在的应用前景! 本文重点介绍通 管
， 通过调节悬浮液浓度和溶剂蒸发率可以获
颗粒阵列等等， 均是采用这一方法! 此外也可以通过
物理
・ ""!・
前沿进展
［ &# ， ## ］ 电子束沉积和脉冲激光沉积 来实现元素的直
如， 纳米重叠结构 （ 6/6778),9/1 :;,.<;.,) ） 、 纳米隙结 构 （ 6/67=/1 :;,.<;.,) ） 、 纳米链结构 （ 6/67<>/*6 :;,.<? ;.,)） 等， 在此不再赘述’
前沿进展
基于二维胶体晶体刻蚀法的纳米颗粒阵列 !
孙丰强! ! 蔡伟平 & ! ! 李! 越! ! 张立德
（ 中国科学院固体物理研究所! 合肥! #"$$"’ ）
摘! 要! ! 悬浮液中的胶体球在一定条件下能够自组装成二维胶体晶体， 以此为掩膜可合成纳米颗粒阵列体系， 其 颗粒形状、 尺寸以及间距等参数易于控制( 调整这些参数和相应的介质环境可以实现对颗粒阵列体系性质的有效控 制， 这也为研究尺寸效应提供了便利， 且在一些具有特殊功能的纳米器件方面具有潜在的应用价值( 文章重点介绍了 这种阵列体系的合成过程、 结构形态和性质， 并展望了其应用前景( 关键词! ! 纳米颗粒阵列， 二维胶体晶体刻蚀
图> （ 8） A 单层掩膜示意图； （ C） 双层掩膜示意图