專利名稱：微孔陣列聚酯類模板的掩膜電子束輻照制備方法
技術領域：
本發明涉及一種微孔列陣聚酯類模板的掩膜電子束輻照制備方法，屬輻射化學改性高分子材料工藝技術領域。
背景技術：
20世紀80年代美國科羅拉多州立大學化學系Martin教授領導的研究組首創性地將模板法應用于納米材料的合成。在此之后，采用模板法合成一維納米材料引起人們廣泛的興趣，模板法也因而發展成為最重要的納米材料合成方法。
利用特定圖案結構的物質引導納米材料的生長與組裝，從而將特殊的納米圖案復制到產物中是制備納米材料的一種有效途徑。如用陣列模板制備垂直磁存儲器、納米陣列發光二級管、納米陣列激光器和量子點材料等的研究成為當今納米科技領域的一個熱點。這里的模板既是模板合成的重要基礎，又是控制合成納米材料形貌和性能的重要途徑。模板法制備功能化納米陣列和合成納米功能模塊的規模化生產前提，是模板必須有相同的性能、結構和形貌，才能保證模板法合成產品質量的一致性。縱觀當今已有合成模板的研究，可以發現，模板都是獨立合成的，就單個模板而言，自身具有足夠的規整性，但兩個模板有完全相同的概率極低。工業化生產要求有一種模板復制的技術和方法，確保模板的性能、結構和形貌的一致性，適應規模生產的需求。
發明內容
本發明的目的是提供一種新的掩膜電子束輻照法制備微孔陣列聚酯類高分子模板的方法。
本發明一種微孔陣列聚酯類模板的電子束輻照制備方法，其特征在于具有以下的制備過程和步驟a.首先制備金屬掩膜用355nm的紫外光激光器在金屬膜上打出微米級規整排列的小孔，形成具有微孔陣列結構的金屬掩膜；b.將上述金屬掩膜覆蓋在聚酯類高分子薄膜上，并放在電子加速器產生的高能電子束下，以300～1200KGy的劑量進行輻照，對聚酯類高分子薄膜進行蝕刻；c.將輻照后的聚酯類高分子薄膜經酸洗、堿洗前處理后，浸入到腐蝕液中；腐蝕液為用去離子水配制的H2SO4和K2Cr2O7的混合溶液，H2SO4溶液的濃度為7.0～10.0mol/L，K2Cr2O7溶液的濃度為0.10～0.30mol/L；在腐蝕液中進行蝕刻的溫度為70～90℃，控制蝕刻的時間為7～10小時；d.將上述腐蝕蝕刻好的聚酯類高分子薄膜樣品用去離子水徹底清洗后放入干燥箱，干燥后即得圖案排列規則、尺寸一致的微孔陣列聚酯類高分子模板。
本發明方法的原理是當高能電子加速器產生的高能電子轟擊高分子薄膜時，單位轟擊面上產生的電子徑跡非常均勻，不可能產生孔結構，但在高分子薄膜覆蓋一具有特定微小孔徑的多孔掩膜后，高能電子被掩膜上天孔部位所阻擋，無法轟擊高分子薄膜；電子束只能通過掩膜上的小孔才能轟擊高分子薄膜，而且能在高分子薄膜上產生與掩膜圖案一樣的潛影(即定影)，然后用化學腐蝕工藝在電子束刻蝕的高分子薄膜上腐蝕出小孔圖案(即顯影)。
本發明方法的特點是由于采用了電子束蝕刻技術結合掩膜工藝，可制備出具有微孔結構的高分子模板。由于電子徑跡的方向垂直于高分子膜，所以制備出具有相互平行且垂直于高分子膜的微孔結構。微孔的最小孔徑可為數十微米。
本發明方法的優點如下(1)由于通過電腦控制的激光打孔，可以獲得規整排列且具有微孔陣列結構的金屬掩膜。
(2)由于聚酯類高分子薄膜上的微孔陣列圖案是由金屬掩膜復制而成，所以微孔陣列聚酯類高分子模板的圖案重復性好。
(3)本發明方法工藝簡單，容易建立連續生產方式，生產周期短。
具體實施例方式
現將本發明的實施例具體敘述于后。
實施例1本實施例的具體步驟如下(1)首先制備金屬掩膜用355nm的紫外光激光器在金屬膜上打出微米級規整排列的小孔，形成具有微孔陣列結構的金屬掩膜；
(2)將上述金屬掩膜覆蓋在聚酯類高分子薄膜上，并放在電子加速器產生的高能電子束下，以600KGy的劑量進行輻照，對聚酯類高分子薄膜進行蝕刻；(3)將輻照后的聚酯類高分子薄膜經酸洗、堿洗前處理后，浸入到腐蝕液中；腐蝕液為8mol/L的H2SO4和0.2379mol/L的K2Cr2O7的混合溶液；在腐蝕液中進行蝕刻的溫度為80℃，控制蝕刻的時間為7小時；(4)將上述腐蝕蝕刻好的聚酯類高分子薄膜樣品用去離子水徹底清洗后放入干燥箱，干燥后即得圖案排列規則、尺寸一致的微孔陣列聚酯類高分子模板。其孔徑為20μm。
上述的聚酯類高分子薄膜是指PET或PC聚酯類薄膜。
權利要求
1.一種微孔陣列聚酯類模板的掩膜電子束輻照制備方法，其特征在于具有以下的制備過程和步驟a.首先制備金屬掩膜用355nm的紫外光激光器在金屬膜上打出微米級規整排列的小孔，形成具有微孔陣列結構的金屬掩膜；b.將上述金屬掩膜覆蓋在聚酯類高分子薄膜上，并放在電子加速器產生的高能電子束下，以300～1200KGy的劑量進行輻照，對聚酯類高分子薄膜進行蝕刻；c.將輻照后的聚酯類高分子薄膜經酸洗、堿洗前處理后，浸入到腐蝕液中；腐蝕液為用去離子水配制的H2SO4和K2Cr2O7的混合溶液，H2SO4溶液的濃度為7.0～10.0mol/L，K2Cr2O7溶液的濃度為0.10～0.30mol/L；在腐蝕液中進行蝕刻的溫度為70～90℃，控制蝕刻的時間為7～10小時；d.將上述腐蝕蝕刻好的聚酯類高分子薄膜樣品用去離子水徹底清洗后放入干燥箱，干燥后即得圖案排列規則、尺寸一致的微孔陣列聚酯類高分子模板。
全文摘要
本發明涉及一種微孔陣列聚酯類模板的掩膜電子束輻照制備方法，屬輻射化學改性高分子材料工藝技術領域。本發明方法的主要特點是首先選用金屬膜為掩膜材料，用紫外光激光器在金屬膜上打出微米級規整排列的小孔，形成微孔陣列結構的金屬掩膜；將該掩膜覆蓋于聚酯類高分子薄膜上，隨后用高能電子束輻照裂解聚酯類高分子薄膜，然后在一定溫度和時間下用重鉻酸鉀和濃硫酸的混合腐蝕液進行腐蝕，經洗滌干燥后，即得微孔陣列聚酯類高分子模板，其最小孔徑可達10～20μm。本發明方法采用的電子加速器所產生電子束的輻照劑量為300～1200KGy；所用腐蝕液為H
文檔編號C08J5/18GK101067027SQ20071004119
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月24日 優先權日2007年5月24日
發明者周瑞敏, 郝旭峰, 吳新鋒, 周菲, 鄧邦俊, 費舜廷, 王智濤 申請人:上海大學