纳米材料因其独特的物理和化学性质,多年来受到科研人员和商家的广泛关注。作为纳米材料的一种纳米颗粒薄膜也一直是研究热点,被广泛地用于太阳能光伏,化学、生物传感器,便携式、可穿戴设备,磁性器件和化学反应催化等领域。在纳米颗粒薄膜的诸多应用中,纳米颗粒的尺寸和形状均匀性对纳米器件性能起决定性作用。例如:贵金属纳米颗粒膜通常用作表面增强拉曼的基底,用于检测超低浓度的生物和医学分子,纳米颗粒的形状和尺寸的均匀性将严重影响着拉曼信号的稳定性和检测极限。同样由磁性纳米颗粒膜构成的纳米器件被广泛地用于数据存储和生物医学等领域。纳米颗粒形状和尺寸的均匀性通过影响磁畴或颗粒之间的相互作用来决定磁性纳米器件的性能的优劣。由此可见,纳米颗粒的尺寸和形状的均匀性在纳米器件中发挥着不可替代的作用。磁控溅射是制备纳米颗粒膜的常用方法,因其具有快捷且高效等优点。然而,利用该方法却难以控制纳米颗粒尺寸和形状的均匀性,这使得该方法难以被广泛地推广的各个应用领域。本论文中,我们提出了一种可以解决上述难题的方法。本论文的研究工作主要从以下几个方面进行:(一)利用等离子体蚀刻技术通过化学键的断裂、重组以及再沉积等反应在聚合物衬底上形成尺寸均匀的纳米量级的突出。并通过磁控溅射技术在富含纳米突出的PET衬底上涂覆Ag纳米颗粒,与传统的溅射镀膜方法相比该方法得到的银纳米颗粒具有更好的形状和尺寸分布均匀性。同时我们用表面等离激元光谱学结合成核生长机理分析了导致纳米颗粒尺寸和形状均匀的原因。(二)普适性是衡量制备方法是否优良的标准之一。在该工作中我们分别利将金(Au)溅射在富含纳米突出的聚碳酸酯(PC)衬底上和铟锡氧化物(ITO)溅射在富含纳米突出的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)衬底上。金属和氧化物是性质完全不同的两种材料,但利用该方法制备的Au和ITO纳米颗粒膜的形貌呈现出前所未有的相似性,即纳米颗粒都呈球状且具有比较均匀的尺寸。上述实验充分证明纳米颗粒膜的该制备方法具有良好的普适性。(三)在保证纳米薄膜厚度不变的情况下,用不同溅射速率在富含纳米突出的PC衬底上制备Au纳米颗粒膜。发现Au纳米颗粒的形貌不受溅射速率的影响,得到的纳米颗粒都呈球形且尺寸均匀。改变了传统溅射镀膜方法中溅射速率严重影响纳米颗粒膜形貌的现象。综上所述,本文围绕制备具有均匀形状和尺寸的纳米颗粒开展了一系列的研究工作。其中包括用等离子体蚀刻技术在聚合物衬底上形成纳米突出;在富含纳米突出的衬底上溅射沉积纳米颗粒得到具有形状和尺寸均匀的纳米颗粒膜;利用实验证明该制备方法的普适性以及验证该方法对溅射速率的高容忍性。该项研究对理解纳米颗粒的成核和生长机理、制备具有均匀尺寸和形状的纳米颗粒以及提高制备具有特定形状和尺寸纳米颗粒膜的效率等有较大的参考价值。