介孔网络电路的制作方法 技术领域
本发明涉及一种介孔网络电路的制作方法。
背景技术
介孔网络电路指的是网孔直径及网格尺寸在介观尺度的网络电路。以前的制备方法有光刻法，离子蚀刻法等，这些方法制备的介观电路受仪器限制很难在线度上进入纳米尺度。
发明内容
本发明的目的是提供一种介孔网络电路的制作方法。
其方法步骤如下：
1)把99.99％的铝箔退火：
把铝箔剪成直径1-2cm的圆片，然后在400--600℃下退火3--5小时；
2)退过火的铝箔在草酸中一次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为3--4小时；
3)清洗：
放到6wt％H3PO4+1.8wt％H2CrO4中浸泡5--7小时，去掉一次氧化物；
4)二次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为9--11小时；
5)用CuCl2溶液除去背面未被氧化的铝；
6)清洗：
放到磷酸中浸泡80--100min，取出后用去离子水冲洗干净就得到了氧化铝模板；
7)镀金：
用磁控溅射法在得到的氧化铝模板上镀金1-10分钟就得到介孔网络电路。
本发明的优点是：
1)在线度上能达到纳米尺度。以前的制备方法有光刻法，离子蚀刻法等，这些方法制备的介观电路受仪器限制很难在线度上进入纳米尺度。
2)为了得到我们所需要的介孔网络电路，我们是在氧化铝模板上镀金来实现，我们真正研究的正是这个金的网络电路，模板只是为了使它形成一个网络的形貌。金是一种很好的导体，化学性质稳定，对我们研究介观网络电路的I-V特性等比较有利。
3)金容易溅射下来，能很好的镀到氧化铝模板上去。
附图说明
图1是孔径约为70nm多孔氧化铝板表面原子力显微镜照。
图2是多孔氧化铝板镀金后介孔网络电路原子力显微镜照。
具体实施方式
本发明的原理：
1、铝表面Al(OH)3胶体层的形成：
在铝阳极氧化地初期，铝放电所产生的Al3+与溶液反应生成的Al(OH)3聚集在铝表面，形成一层质地比较疏松的胶体层，也就是以后孔穴形成和发展的载体层。
2、胶体体层中孔穴的形成：
根据电流体力学学说(elctrohydromic studies-EID)，在电场作用下，荷电粒子在溶液中会产生相对运动，而这一运动的结果便是在胶体层和溶液的几面产生涡流，这种涡流是环行的，引起涡流的荷电粒子主要是OH-。环行涡流的流动产生孔穴，这些孔穴使铝阳极氧化膜中的孔的形成核体，孔会在孔穴的基础上逐渐生长。
3、孔穴的生长和生长停止：
随着阳极氧化的不断进行，孔穴首先会不断生长。但溶液中的离子会使胶体产生凝固作用，这个过程便是孔穴停止生长的过程。对Al(OH)3胶体凝固有效的负离子，在胶体化学中有SO42-、C2O42-、PO43-、CrO4-等。
4、多孔层的生长：
Al(OH)3胶体凝固后，孔穴停止生长，在孔穴的基础上，孔便开始形成和生长，而且此时膜厚或者说孔的深度应符合法拉第定律。
本发明的结构及性质特点：
1、该模板的结构特点是孔洞为六角柱形垂直膜面呈有序排列，在AFM下的图像如图1。孔径可在5至200nm范围内调节，孔径大小通过改变电解液的种类、浓度及氧化时的电压、时间等来控制，孔密度约为104个/mm2。图1所示模板的孔径约为70nm。
2、用磁控溅射法在氧化铝模板上镀金形成介孔网络电路：
采用FJL-450型磁控溅射仪，用射频溅射方式在纳米多孔氧化铝板表面镀金，让表面形成一个金制的网络电路。即让金镀在纳米孔之间的表面区域(网格)并彼此连接，而让到达纳米孔上的金粒子掉入孔内使孔保持原状。溅射时，固定功率为20w，通过控制溅射时间和对比制成的网络电路室温电阻来估计镀金的厚度。镀金后的纳米多孔氧化铝板表面原子力显微镜照如图2所示。可以看出镀金后的表面保留了几乎所有纳米孔，一个具有纳米网孔的介孔网络电路形成。电路的孔间距约为70nm，孔径大小约为70nm。
3、在液氦至室温范围内对介孔网络电路进行电阻-温度特性(R-T)和伏安特性(V-I)测量，发现R-T关系呈现正温度系数规律，R(T)≈R0exp(T4/3)]]>，V-I关系呈现非线性变化。
实施例1
1)把99.99％的铝箔退火：
把铝箔剪成直径1cm的圆片，然后在400℃下退火3小时；
2)退过火的铝箔在草酸中一次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为3小时；
3)清洗：
放到6wt％H3PO4+1.8wt％H2CrO4中浸泡5小时，去掉一次氧化物；
4)二次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为9小时；
5)用CuCl2溶液除去背面未被氧化的铝；
6)清洗：
放到磷酸中浸泡80min，取出后用去离子水冲洗干净就得到了氧化铝模板；
7)镀金：
用磁控溅射法在得到的氧化铝模板上镀金1-10分钟就得到介孔网络电路。
实施例2
1)把99.99％的铝箔退火：
把铝箔剪成直径2cm的圆片，然后在600℃下退火5小时；
2)退过火的铝箔在草酸中一次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为4小时；
3)清洗：
放到6wt％H3PO4+1.8wt％H2CrO4中浸泡7小时，去掉一次氧化物；
4)二次氧化：
草酸浓度为0.3ml，氧化时间为11小时；
5)用CuCl2溶液除去背面未被氧化的铝；
6)清洗：
放到磷酸中浸泡100min，取出后用去离子水冲洗干净就得到了氧化铝模板；
7)镀金：
用磁控溅射法在得到的氧化铝模板上镀金1-10分钟就得到介孔网络电路。