通过封端去润湿法在大面积基底上可控且可定制地制备金纳米颗粒

本方案提供了一种通过改变去润湿动力学来定制基底上纳米颗粒分布的技术，而无需改变材料厚度。该技术操作简便，仍可获得多种颗粒尺寸。现有的其他技术则需要复杂的光刻步骤才能实现颗粒调控。

我们对粒子分布的控制提供了一种纳米颗粒制备技术，可促进太阳能转换、光子器件制造以及数据存储密度提升等相关领域的研究。请密切关注每一步的沉积厚度，该技术对各层厚度极为敏感。

观察实验操作过程能够提供印刷材料无法传达的细节层次。观察示例在整个流程中的操作至关重要。首先，使用丙酮冲洗，随后用异丙醇冲洗，以清洁表面为二氧化硅、基底为硅的100纳米样品。

使用氮气流干燥基底。将基底装入热蒸发系统中，并对腔室抽真空，以达到金属薄膜沉积所需的真空度。确保腔室被抽至约10⁻⁶托的真空度，以去除腔室内的空气和水蒸气。

使用热蒸发系统，将金膜沉积至所需厚度，本实验中为五纳米。在第二次沉积阶段，氩气压力为一至五毫托，选择不同的压力范围用于校准沉积速率。我们的技术对薄膜厚度极为敏感，实验结果已表明这一点。

在沉积薄膜之前，必须校准沉积速率，以确保获得合适的厚度。沉积完成后，对腔室放气并从热蒸发系统中取出带有沉积金属膜的基底。接下来，将带有沉积金属膜的基底装入直流磁控溅射沉积系统中，并抽真空至达到沉积保护层薄膜所需的理想压力。

为了在系统中定位样品，先将样品放入负载锁中。然后，设备将样品转移至主沉积室，以确保达到足够的真空度。接下来，按照与金层沉积类似的程序和条件，沉积所需材料和厚度的保护层。

对于本实验中的 Illumina，其厚度可变。沉积完成后，对腔室放气，并从溅射沉积系统中取出制备好的样品。将覆盖有 Illumina 的五纳米金膜置于预热至 300 摄氏度的加热板上，使样品退湿一小时。

在80摄氏度下，使用氢氧化铵和过氧化氢的水溶液处理Illumina芯片一小时，以进行刻蚀，同时保留金层及底层基底。为进行表征，将样品用丙酮和异丙醇冲洗，使其具备真空兼容性。随后，使用氮气流干燥样品。

在高真空和高放大倍数条件下，使用扫描电子显微镜对纳米粒子薄膜进行成像。通过图像分析获取纳米粒子尺寸和间距分布的信息。本方案已应用于多种金属，能够实现在大面积基底上生成尺寸和间距可控的纳米粒子。

此处展示的是代表性结果，突出了对所制备纳米颗粒尺寸和间距的调控能力。所制备纳米颗粒薄膜的尺寸和间距分布取决于金属种类、基底材料、包覆层材料、金属厚度以及包覆层厚度。例如，在二氧化硅基底上沉积5纳米厚的金膜，当氧化铝包覆层厚度分别为0、5、10和20纳米时，所得纳米颗粒的平均半径分别为14.2、18.4、17.3和15.6纳米。

相应的平均纳米粒子间距分别为36.9、56.9、51.3和47.2纳米。为了获得理想的粒子分布，精确控制沉积层厚度至关重要。根据您的纳米粒子薄膜的应用需求，可能需要进行更多的表征。

这包括基于应用的测量，如光吸收和磁性性质。可利用该技术对纳米粒子薄膜在应用中的性能进行研究，以控制其粒径及分布。应穿戴适当的个人防护装备。

尤其不要接触刻蚀部分。避免接触加热板。