[發(fā)明專利]一種制備懸浮納米結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110106827.7
• 申請(qǐng)日: 2011-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN102241390A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李燦;吳文剛;丁珂;徐軍;郝一龍;王陽元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): B82B3/00
• 分類號(hào): B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

1.一種制備懸浮納米結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟：用聚焦離子束掃描兩端固定在保護(hù)層上的懸臂梁，得到所述懸浮納米結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述兩端固定在保護(hù)層上的懸臂梁，是按照包括如下步驟的方法制備而得：

1)在襯底的正反兩面各制備一層納米結(jié)構(gòu)材料層及位于所述納米結(jié)構(gòu)材料層之上的保護(hù)層；

2)對(duì)所述步驟1)所得納米結(jié)構(gòu)材料層進(jìn)行圖形化，并使所述步驟1)所得納米結(jié)構(gòu)材料層的區(qū)域懸空，得到所述兩端固定在所述保護(hù)層上的懸臂梁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：構(gòu)成所述襯底的材料為硅；構(gòu)成所述納米結(jié)構(gòu)材料層的材料為單晶材料、多晶材料、無定形材料或金屬材料；構(gòu)成所述保護(hù)層的材料為氮化硅；所述納米結(jié)構(gòu)材料層的厚度均為50-200納米，優(yōu)選100納米，所述保護(hù)層的厚度均為50-500納米，優(yōu)選100納米。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述單晶材料為單晶硅；所述多晶材料為多晶硅；所述無定形材料為無定形氮化硅或無定形氧化硅，所述金屬材料選自鋁和金中的至少一種；

制備所述納米結(jié)構(gòu)材料層的方法為化學(xué)氣相淀積法、濺射法或蒸發(fā)法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：制備所述懸浮納米結(jié)構(gòu)的形狀為線形的方法中，所述用聚焦離子束掃描兩端固定在保護(hù)層上的懸臂梁步驟中，所述懸臂梁的厚度為20-300納米，優(yōu)選100納米，所述加速電壓為15KeV-30KeV，優(yōu)選30keV，所述轟擊束流密度為5×10¹⁶ion·cm^-2·s^-1-5×10¹⁷ion·cm^-2·s^-1，優(yōu)選3.1×10¹⁷ion/cm·s，所述掃描時(shí)間為1秒-60秒，優(yōu)選17秒。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的方法，其特征在于：制備所述懸浮納米結(jié)構(gòu)的形狀為紡錘形的方法中，所述用聚焦離子束掃描兩端固定在保護(hù)層上的懸臂梁步驟中，所述懸臂梁的厚度為20-300納米，優(yōu)選100納米，所述加速電壓為30keV-60keV，優(yōu)選30keV，所述轟擊束流密度為5×10¹⁷ion·cm^-2·s^-1-5×10¹⁸ion·cm^-2·s^-1，優(yōu)選3.1×10¹⁸ion/cm·s，所述掃描時(shí)間為1秒-60秒，優(yōu)選17秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于：所述制備懸浮納米結(jié)構(gòu)的方法，還包括如下步驟：在所述用聚焦離子束掃描兩端固定在保護(hù)層上的懸臂梁步驟之后，繼續(xù)用聚焦離子束掃描所得懸浮納米結(jié)構(gòu)，直至所述懸浮納米結(jié)構(gòu)斷裂停止掃描，得到形狀為針尖對(duì)的懸浮納米結(jié)構(gòu)；所述繼續(xù)用聚焦離子束掃描所得懸浮納米結(jié)構(gòu)步驟中，所述轟擊束流密度為5×10¹⁶ion·cm^-2·s^-1-5×10¹⁸ion·cm^-2·s^-1，優(yōu)選3.1×10¹⁷ion/cm·s或3.1×10¹⁸ion/cm·s，作用時(shí)間為0.1秒-10秒，優(yōu)選0.2秒。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述制備形態(tài)為針尖對(duì)的懸浮納米結(jié)構(gòu)，還包括如下步驟：在所述停止掃描步驟之后，用掃描電子束掃描所述懸浮納米結(jié)構(gòu)的斷裂點(diǎn)，得到所述形狀為針尖對(duì)的懸浮納米結(jié)構(gòu)；所述用掃描電子束掃描所述懸浮納米結(jié)構(gòu)的斷裂點(diǎn)步驟中，電子束電壓為5keV～30keV，優(yōu)選17keV，放大倍數(shù)為10萬倍～500萬倍，優(yōu)選50萬倍，掃描時(shí)間為0.2～10分鐘，優(yōu)選1分鐘。

9.權(quán)利要求1-8任一所述方法制備而得的懸浮納米結(jié)構(gòu)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的懸浮納米結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述懸浮納米結(jié)構(gòu)的形狀為線形、紡錘形或針尖對(duì)；

其中，所述形狀為線形的懸浮納米結(jié)構(gòu)，直徑為3納米-30納米，優(yōu)選5納米，長(zhǎng)度為50納米～5微米，優(yōu)選50納米；

所述形態(tài)為紡錘形的懸浮納米結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度為50納米～5微米，優(yōu)選50納米，兩端最細(xì)處的直徑為3納米-30納米，優(yōu)選5納米，兩端最粗處的直徑為30-60納米，優(yōu)選30納米；

所述形狀為針尖對(duì)的懸浮納米結(jié)構(gòu)，針尖的直徑為2～20納米，優(yōu)選5納米，針尖對(duì)的間距為2～50納米，優(yōu)選17納米。