利用自组装单分子层作为分子抗蚀剂，在硅基底上可控无电镀沉积贵金属以制备用于电子学与等离子体学的纳米图案化表面

摘要： 在硅表面进行贵金属的无电沉积技术在电子电路、金属电镀工业、光刻及其他制造工艺等领域具有广泛应用。此外，利用自组装单分子层（SAM）作为无电沉积抗蚀剂以实现可控沉积的研究，在推动纳米电子学、传感应用及基础研究发展方面展现出重要潜力。本文通过探究微观镀覆趋势，重点研究了在有机硅烷单分子层（作为定向金属沉积的抗蚀膜）存在条件下，实现Si(111)表面金/银金属可控沉积的镀液体系开发。实验在环境条件下监测了金属离子浓度、NH4F、柠檬酸、柠檬酸钠、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）及沉积时间等因素对Si(111)表面金/银无电沉积的影响规律，同时采用原子力显微镜（AFM）表征所得表面形貌，并通过紫外-可见光谱分析镀液稳定性。研究发现：当NH4F、柠檬酸浓度及沉积时间增加时，金/银沉积量均呈现上升趋势；PVP添加量和溶液pH值也对金属沉积具有显著影响。当NH4F浓度从常规镀覆条件降低时，十八烷基三氯硅烷（OTS）SAM膜能有效作为纳米级抗蚀层——特别是当NH4F浓度控制在0.02-0.50 M范围且金属离子浓度为0.001-0.020 M时，可在保留OTS?；で虻耐?，于裸露硅表面沉积金属纳米结构。