[發(fā)明專利]一種嵌入式微納通道的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110194734.4
• 申請日: 2011-07-12
• 公開（公告）號: CN102874743A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 崔阿娟;李無瑕;顧長志;李俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，包括步驟：

(1)對基底進行處理：清洗，或在表面覆蓋導電、絕緣薄膜層；

(2)制備支撐犧牲層納米結構：使支撐犧牲層納米結構按照要求分布在基底上；

(3)第(2)步所得樣品的放置與固定：

(i)若基底是有表面導電層的導電基底，用導電物質從基底背面將其固定在樣品托上；

(ii)若基底是有表面絕緣薄膜層的電絕緣基底，將樣品基底固定在樣品托上后，再用導電物質將樣品表面與樣品托電連接；

(iii)將固定于樣品托上的樣品，放入掃描電子束/聚焦離子束(SEM/FIB)雙束系統(tǒng)或單束聚焦離子束(FIB)腔體內的樣品臺上；

(4)圖形觀測：

移動腔體內的樣品臺，用SEM或低束流離子流進行圖形觀測，找到支撐犧牲層納米結構所在的位置；調節(jié)樣品臺位置使電子束圖形與離子束圖像重合；

(5)制備覆蓋層：

a)在支撐犧牲層納米結構上方，采用聚焦離子束化學氣象沉積法，以W(CO)₆為前軀體，在基底上方所需位置沉積設定厚度和設定形狀的鎢覆蓋層；

b)在覆蓋層鎢沉積完畢后，支持犧牲納米結構消失，在鎢覆蓋層內形成與原有支撐犧牲層納米結構尺寸成一定比例的微納通道，得成品。

2.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，還包括步驟(6)：

若想取得層狀通道結構，在第(5)步已形成納米通道的結構層上表面，重復步驟2-5，得到雙層微納通道，由于通道上有鎢的覆蓋層，不影響上面一層納米結構的制備。

3.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(1)步中的基底，是導電良好的導體，或半導體或絕緣體。

4.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(2)步中，支撐犧牲層納米結構的制備方法，為納米線/納米管的生長合成方法：碳熱還原法，陽極氧化法，化學氣相沉積法；或曝光-金屬沉積-溶脫工藝，刻蝕工藝；或自然界存在的納米結構。

5.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(2)步中，支撐犧牲層納米結構的材料種類為絕緣體、半導體、導體，或晶體結構：單晶、多晶或無定形結構。

6.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(2)步中，支撐犧牲層納米結構的形狀為直線、曲線、螺旋。

7.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(2)步中，支撐犧牲層納米結構的橫截面形狀為三角形，圓，長方形或多邊形；橫截面方向的尺寸范圍為0＜x≤1μm。

8.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(2)步中，或將支撐犧牲層納米結構轉移到基底上：將已經生長好的納米結構，用超聲分散方法分散到基底上。

9.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述步驟3-5，或在具有離子束輔助沉積功能的其它設備中完成。

10.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(5)步中，用聚焦離子束輔助沉積覆蓋層時，離子束與基底的夾角范圍為：0＜α≤90°；所使用的離子束流大小，為在該束流下的效果是沉積而不是刻蝕即可。

11.如權利要求1所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述第(5)步中，沉積的覆蓋層厚度要使其能在納米結構上連續(xù)成膜，將納米結構全部包裹，為保證納米通道的形成，安全的覆蓋層厚度大于納米結構支撐犧牲層的厚度，覆蓋層的寬度大于納米結構寬度一定比例，使形成的通道位于覆蓋層之內。

12.如權利要求11所述的制備嵌入式微納通道的方法，其特征在于，所述一定比例，由沉積的條件和納米結構本身決定，是沉積鎢形成納米通道的直徑與原有支撐犧牲層的納米結構的直徑比；安全的覆蓋層寬度是納米結構寬度的2倍以上，保證所形成的納米通道是處于覆蓋層之內。