本發(fā)明涉及導電聚合物微納加工領域，具體是一種涉及無需高分辨率模板，結(jié)合納米壓印和等離子刻蝕技術(shù)，制備高分辨率的導電聚合物納米線的方法。
背景技術(shù)：
導電聚合物不僅是一種兼?zhèn)淞穗妼W、光學和磁學性質(zhì)的獨特材料，而且具備優(yōu)秀的機械加工性能，例如重量輕、容易加工、彎曲性好等特點，因而受人們的廣泛關(guān)注。然而，傳統(tǒng)的用于制備表面導電聚合物圖案的方法，難以將高分辨率和低成本的方法結(jié)合在一起，因此，設計并實現(xiàn)一種能夠?qū)⒍呓Y(jié)合在一起的方法成為了一個急需攻克的難題。
納米壓印技術(shù)是一種成本低、產(chǎn)量高的技術(shù)，這種技術(shù)基于在納米尺度上使阻擋層聚合物機械變形。以導電聚合物或?qū)щ娋酆衔锏幕旌衔餅樽钃鯇?己經(jīng)可以用納米壓印技術(shù)圖案化導電聚合物(J.Vac.Sci.Technol.B2001,19,487；Synth.Met.2001,121,1309)。然而，根據(jù)納米壓印的自身特點，直接壓印方法僅適用于有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)或可以紫外引發(fā)交聯(lián)的導電聚合物，這樣導電聚合物的共混壓印法受到一定的限制。Dong等人(Adv.Mater.2005,17,2736)利用納米壓印技術(shù)，在壓印膠表面構(gòu)筑納米溝道，在納米溝道處沉積導電高分子，最后洗脫壓印膠體得到高分辨率的導電聚合物納米線，避免了氣體刻蝕對導電聚合物的損壞，其傳感性能比傳統(tǒng)的傳感器體現(xiàn)出更優(yōu)異的靈敏度。在納米壓印中，高分辨率的圖案，一般情況下就得需要高分辨率的模板。然而，高分辨率的模板造價昂貴、制備手段復雜、制備過程耗時，這就限制了納米壓印在制備導電高聚合物納米線中的應用[38]。
本專利涉及的方法是一種新穎的結(jié)合納米壓印技術(shù)和等離子刻蝕技術(shù)制備高分辨率導電聚合物納米線的方法。在這里，將壓印膠旋涂在事先準備好的導電聚合物薄膜上，然后在壓印膠表面進行納米壓印，利用壓印過程中壓印不完充滿現(xiàn)象，用微米級模板誘導高分辨率納米結(jié)構(gòu)。雙脊結(jié)構(gòu)通過等離子刻蝕方法轉(zhuǎn)移到下面的導電聚合物膜上，制備出高分辨率的導電聚合物納米線。利用這種方法不僅可以保護導電聚合物的性能，而且還能利用廉價的大尺寸模板構(gòu)筑出高分辨率的導電聚合物納米線。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供了一種簡單廉價制備聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線的方法。本發(fā)明克服了以往工藝中對高分辨率模板的依賴，利用廉價的微米級模板構(gòu)筑出高分辨率的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線，可用于傳感器、發(fā)光二極管及超級電容器等領域。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種簡單廉價制備聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線的方法，其特征在于具體步驟如下：
(1)在基底表面生長聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜，薄膜厚度控制10～50nm；
(2)在導聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜上旋涂壓印膠，厚度控制30～300nm；
(3)采用納米壓印技術(shù)，在一定壓印溫度下，用微米級模板在壓印膠表面構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)；
(4)利用等離子刻蝕技術(shù)，把壓印膠的納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)表面，制備出10～500nm的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線。
其中，步驟(1)中基底包括硅片、氧化硅片、砷化鎵片、石英片、導電玻璃片；步驟(2)中壓印膠包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酷、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚二丁烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯-丁二烯共聚物、聚對苯乙烯-聚氧化乙烯共聚物或ABS樹脂；步驟(3)中一定的壓印溫度為比薄膜玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高5～120℃；
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：
(1)所用模板分辨率低，價格低廉，源于光刻技術(shù)所得；
(2)低分辨率模板誘導有序的、高分辨率的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線；
(3)制備時間短，工藝簡單，產(chǎn)品收率高，可以連續(xù)化生產(chǎn)；
(4)本發(fā)明也可擴展到其功能高分子納米線的制備。
附圖說明
圖1示出了實施例4中，樣品經(jīng)過納米壓印和等離子刻蝕處理后的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線的原子力顯微鏡照片。
具體實施方式
實施例1：
首先將聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)噴涂在1×1cm2表面附有二氧化硅層的硅片表面，形成薄膜，薄膜厚度為20nm。
旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)于聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜表面，PMMA膜厚控制為150nm。在PMMA表面實施納米壓印，壓印時間為5min、壓印壓力40Bar、壓印溫度160℃，壓印模板為微米尺寸硅模板(條帶高度500nm、條帶寬度3μm、條帶間隔1μm)。
壓印結(jié)束后，得到尺寸小于模板的PMMA雙脊結(jié)構(gòu)。然后利用等離子刻蝕技術(shù)將PMMA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)表面，刻蝕條件為：O2流量為0.05L/min，腔體的壓力為9mTorr，刻蝕的功率為50W，刻蝕的時間為90s，得到430.7nm的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線。
實施例2：
首先將聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)噴涂在1×1cm2表面附有二氧化硅層的硅片表面，形成薄膜，薄膜厚度為20nm。
旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)于聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜表面，PMMA膜厚控制為35nm。在PMMA表面實施納米壓印，壓印時間為5min、壓印壓力40Bar、壓印溫度160℃，壓印模板為微米尺寸硅模板(條帶高度500nm、條帶寬度3μm、條帶間隔1μm)。
壓印結(jié)束后，得到尺寸小于模板的PMMA雙脊結(jié)構(gòu)。然后利用等離子刻蝕技術(shù)將PMMA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)表面，刻蝕條件為：O2流量為0.05L/min，腔體的壓力為9mTorr，刻蝕的功率為50W，刻蝕的時間為100s，得到117.3nm的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線。
實施例3：
首先將聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)噴涂在1×1cm2表面附有二氧化硅層的硅片表面，形成薄膜，薄膜厚度為20nm。
旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)于聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜表面，PMMA膜厚控制為35nm。在PMMA表面實施納米壓印，壓印時間為5min、壓印壓力40Bar、壓印溫度160℃，壓印模板為微米尺寸硅模板(條帶高度500nm、條帶寬度3μm、條帶間隔1μm)。
壓印結(jié)束后，得到尺寸小于模板的PMMA雙脊結(jié)構(gòu)。然后利用等離子刻蝕技術(shù)將PMMA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)表面，刻蝕條件為：O2流量為0.05L/min，腔體的壓力為9mTorr，刻蝕的功率為50W，刻蝕的時間為110s，得到100.5nm的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線。
實施例4：
首先將聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)噴涂在1×1cm2表面附有二氧化硅層的硅片表面，形成薄膜，薄膜厚度為20nm。
旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)于聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)薄膜表面，PMMA膜厚控制為35nm。在PMMA表面實施納米壓印，壓印時間為5min、壓印壓力40Bar、壓印溫度160℃，壓印模板為微米尺寸硅模板(條帶高度500nm、條帶寬度3μm、條帶間隔1μm)。
壓印結(jié)束后，得到尺寸小于模板的PMMA雙脊結(jié)構(gòu)。然后利用等離子刻蝕技術(shù)將PMMA結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)表面，刻蝕條件為：O2流量為0.05L/min，腔體的壓力為9mTorr，刻蝕的功率為50W，刻蝕的時間為120s，得到81.3nm的聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)納米線。
以上所述僅為本發(fā)明的交叉實例而已，并不用以限制本發(fā)明，對本領域技術(shù)人員來說很顯然可以做很多的改進，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、同等替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內(nèi)。