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沉积角度对等离子体金纳米锥和纳米盘制备的影响

DOI：10.1016/j.mee.2020.111326 期刊：Microelectronic Engineering 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 金属纳米锥能够呈现多种强等离子体共振现象，这些共振与强烈且易于调控的电磁热点相关联。因此它们可用于增强光-物质相互作用，或在实现特定位置传感的同时分离部分非特异性传感信号贡献。纳米锥及类似三维结构通常利用金属薄膜蒸发至圆形纳米孔过程中产生的自遮蔽效应进行制备。但文献中目前缺乏对成功沉积过程及其关键细节的完整描述。本文详细展示了采用电子束光刻与金电子束蒸发技术制备有序金纳米锥阵列的工艺过程。研究表明，沉积过程中基底在样品台上的横向位置会影响纳米结构的对称性——离轴沉积或样品倾斜会导致非对称结构形成。当沉积膜足够厚或纳米孔足够窄时，入口孔道会被堵塞并形成尖端锐利的纳米锥；反之，在薄膜较薄或纳米孔较宽的情况下则会产生平顶截头锥体。这些发现既有助于明确此类非平面纳米结构晶圆级阵列制备的固有局限，同时也为互连纳米锥等更复杂结构（如电寻址芯片）的新型制备方案提供了思路。
作者： Ji?í Li?ka，Filip Ligmajer，Pedro V. Pinho N.，Luká? Kejík，Michal Kvapil，Petr Dvo?ák，Nikolaus S. Leitner，Erik Reimhult，Tomá? ?ikola
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为研究沉积角度对等离子体金纳米锥和纳米圆盘制备的影响，重点关注金属蒸发过程中自遮蔽效应所形成纳米结构的对称性与形貌。

研究成果

研究表明，只有当金属沉积方向几乎完全垂直于样品表面时，才能形成对称的金属纳米锥。沉积过程中的微小倾斜或横向偏移会导致非对称纳米结构的产生。这一发现强调了控制沉积方向性的重要性，并为制备可用于电寻址芯片的复杂互联纳米锥结构提供了潜在可能。

研究不足

该研究强调了实现金属沉积与样品表面完全垂直的难度，这对形成对称纳米锥至关重要。物理气相沉积方法固有的多向性以及衬底平面排列的不完美可能导致非对称纳米结构。这些不对称性在传统俯视扫描电镜图像中难以识别，表明需要从多个视角进行成像。

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