一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種褶皺的成型工藝。
【背景技術】
[0002]褶皺，因其具有特殊的形成機理及光學效果，在測量學、光學中得以廣泛應用。二十世紀末期Winey，K.1和Balsara，N.P等人開啟了雙嵌段共聚物制備無序裙皺的征程，隨后Bowden，N等提出了靈活、多變、可調的制備褶皺方案，即通過對彈性基體的升溫-基體表面沉積薄而硬的金屬涂層-對整個系統降溫來制備褶皺，基體表面的微納米刻痕、對基體施加的不同方向的外力等被證實為可調控褶皺取向的辦法。
[0003]至今，褶皺成型依舊大量基于厚而軟的基體成型，當溫度高于基體的玻璃化溫度時，發生微量的熱膨脹，此時給基體附上一層薄而硬的金屬薄膜，當基體冷卻時，表面的金屬薄膜發生收縮形成褶皺。常用的基體為PDMS，其玻璃化溫度為零下120°C，常溫下質地較軟，處于粘彈態，楊氏模量僅僅為2MPa。為制備褶皺的首選基體材料。然而PDMS不適合于太陽能電池，拒水表面等多領域的應用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種褶皺薄膜制備方法，可以在多種基體表面快速沉積薄膜，并形成褶皺。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，選取基片并依次將基片在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將基片在烘箱中低溫烘干，隨后在烘干后的基片上沉積聚合物薄膜。其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為2min以上，采用1-1OOkHz電源，功率為5_30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、O2中的一種或者幾種。
[0006]優選的，所述的常壓反應性等離子體采用陶瓷、石英片等介質阻擋放電，在常溫常壓的環境下產生。
[0007]優選地，所述基片為PET、Si02、S1、P1、PDMS中的一種。
[0008]優選地，PET基片的楊氏模量為12Gpa ;Si02基片的楊氏模量為71.7Gpa ;Si基片的楊氏模量為140.3GPa ;PI基片的楊氏模量為50Gpa ;PDMS基片的楊氏模量為2Mpa。
[0009]優選地，放電輔助氣體Ar的流量為200sccm-1000sccm ;放電輔助氣體He的流量為200sccm-1000sccm ;放電反應氣體02的流量為10_50sccm。
[0010]優選地，所述沉積的前驅體采用六甲基二硅氧烷(HMDSO)。
[0011]優選地，所述HMDSO通過鼓泡法通入，不經過額外的水浴加熱或者冷卻鼓泡器。
[0012]優選地，所述HMDSO鼓泡載入時，選用Ar或者He載入。
[0013]優選地，所述作為載氣的Ar或者所述作為載氣的He的流量為10_100sccm。
[0014]本發明通過PECVD，制備出的褶皺薄膜為SixOyHz，厚度為2 μπι以上，特征波長為5OOmn以上，面積為40*40mm及以上，且分布均勾。
[0015]本發明的設備簡單，只需要簡單的一步沉積，可以在各種基片上可制備均勻可控的褶皺。
【附圖說明】
[0016]圖1為常壓等離子體增強化學氣相沉積所采用的放電腔體示意圖之一；
[0017]圖2為本發明中實施例1獲得的褶皺圖；
[0018]圖3為本發明中實施例2獲得的褶皺圖；
[0019]圖4為本發明中實施例3獲得的褶皺圖；
[0020]圖5為本發明中實施例4獲得的褶皺圖；
[0021]圖6為本發明中實施例5獲得的褶皺圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例作詳細說明如下。
[0023]實施例1:
[0024]本發明提供了一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，步驟為:
[0025]選取楊氏模量為12Gpa的PET基片，將基片依次在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將基片在烘箱中低溫烘干，最后在基片上沉積聚合物薄膜。其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為4min，采用20kHz電源，功率為6w，常壓反應性等離子體的放電氣體為純Ar，流量為lOOOsccm。沉積的前驅體采用HMDSO，HMDSO室溫保存，不經過額外的水浴加熱或者冷卻，前驅體HDMSO通過鼓泡法用Ar載入，載氣Ar的流量為20sCCm。
[0026]獲得的褶皺如圖2所示。
[0027]實施例2:
[0028]本實施例與實施例1的區別在于:選用楊氏模量為71.7Gpa的S12基片。
[0029]獲得的褶皺如圖3所示。
[0030]實施例3:
[0031]本實施例與實施例1的區別在于:選用楊氏模量為140.3GPa的Si基片的。
[0032]獲得的褶皺如圖4所示。
[0033]實施例4:
[0034]本實施例與實施例1的區別在于:選用楊氏模量為50Gpa的PI基片。
[0035]獲得的褶皺如圖5所示。
[0036]實施例5:
[0037]本實施例與實施例1的區別在于:選用楊氏模量為2Mpa的PDMS基片。
[0038]獲得的褶皺如圖6所示。
【主權項】
1.一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，選取基片，并依次將基片在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將基片在烘箱中低溫烘干，隨后在烘干后的基片上沉積聚合物薄膜，其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為2min以上，采用1-1OOkHz電源，功率為5-30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、O2中的一種或者幾種。2.如權利要求1所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，所述的常壓反應性等離子體采用陶瓷、石英片介質阻擋放電，在常溫常壓的環境下產生3.如權利要求1所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，所述基片為PET、S12, S1、P1、PDMS中的一種。4.如權利要求3所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，PET基片的楊氏模量為12Gpa ;Si02基片的楊氏模量為71.7Gpa ;Si基片的楊氏模量為140.3GPa ；PI基片的楊氏模量為50Gpa ；PDMS基片的楊氏模量為2Mpa。5.如權利要求1所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，放電輔助氣體Ar的流量為200sccm-1000sccm ;放電輔助氣體He的流量為200sccm-1000sccm ;放電反應氣體02的流量為10_50sccm。6.如權利要求1所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，所述沉積的前驅體采用六甲基二硅氧烷。7.如權利要求6所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，所述六甲基二硅氧烷通過鼓泡法通入，不經過額外的水浴加熱或者冷卻。8.如權利要求7所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，所述六甲基二硅氧烷鼓泡載入時，選用Ar或者He載入。9.如權利要求8所述的一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，鼓泡時，所述作為載氣的Ar或者所述作為載氣的He的流量為lO-lOOsccm。
【專利摘要】本發明公開了一種用于沉積到各種材料表面的褶皺薄膜制備方法，其特征在于，選取基片并依次將基片在去離子水、酒精中超聲清洗，然后將基片在烘箱中低溫烘干，隨后在烘干后的基片上沉積聚合物薄膜。其中，沉積采用常壓等離子體增強化學氣相沉積，沉積時間為2min以上，采用1-100kHz電源，功率為5-30w，常壓反應性等離子體的放電氣體為Ar、He、O2中的一種或者幾種。本發明的設備簡單，只需要簡單的一步沉積，可以在各種基片上可制備均勻可控的褶皺。
【IPC分類】C23C16/513, C23C16/02
【公開號】CN105132892
【申請號】CN201510589681
【發明人】彭釋, 張菁, 李煒
【申請人】東華大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月16日