[發(fā)明專利]一種單個(gè)微納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移裝置及其轉(zhuǎn)移方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611019900.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN106430084B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱瑞;徐軍;劉亞琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11360
• 代理人: 王巖

1.一種單個(gè)微納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移裝置包括：顯微鏡、微納操縱器固定架、微納操縱器、轉(zhuǎn)移探針和微納結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)基片；其中，所述微納操縱器固定架剛性固定安裝在顯微鏡上；所述微納操縱器剛性連接在微納操縱器固定架上；所述轉(zhuǎn)移探針安裝在微納操縱器的頂端；所述微納結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)基片位置固定的放置在顯微鏡的樣品臺(tái)上，在微納結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)基片上懸空承載待轉(zhuǎn)移的微納米結(jié)構(gòu)；所述微納結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)基片包括基片、周期性的凸起平臺(tái)和坐標(biāo)標(biāo)記，在表面平整的基片上通過(guò)微納加工形成周期性的凸起平臺(tái)和坐標(biāo)標(biāo)記，所述坐標(biāo)標(biāo)記為在基片的表面按照固定間距周期性排列的有規(guī)律標(biāo)號(hào)，以標(biāo)記周期性的凸起平臺(tái)的準(zhǔn)確位置，凸起平臺(tái)之間形成凹槽，所述凹槽的寬度大于轉(zhuǎn)移探針的尖端的寬度；對(duì)于具有一個(gè)維度大于凸起平臺(tái)的微納米結(jié)構(gòu)，一部分位于凸起平臺(tái)上，另一部分懸空于凸起平臺(tái)之間的凹槽上。

2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述顯微鏡采用光學(xué)顯微鏡，或者電子顯微鏡；所述顯微鏡包括顯微鏡主體、樣品臺(tái)、物鏡和成像顯示系統(tǒng)；其中，顯微鏡主體包括機(jī)械外殼、成像光路和照明系統(tǒng)；樣品臺(tái)、物鏡和成像顯示系統(tǒng)均連接至顯微鏡主體，樣品臺(tái)與物鏡相對(duì)；樣品臺(tái)具有水平二維位置調(diào)節(jié)、高度調(diào)節(jié)以及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能；物鏡的放大倍率可調(diào)，顯微鏡整體放大倍率為2000～10000倍，物鏡的工作距離大于10mm；成像顯示系統(tǒng)為一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述微納操縱器包括粗調(diào)操縱器和細(xì)調(diào)操縱器；其中，粗調(diào)操縱器通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)或者阻尼滑軌機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維位置調(diào)節(jié)，通過(guò)軸承鎖緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行傾角、擺角和旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)；粗調(diào)操縱器包括粗調(diào)安裝固定裝置、粗調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和粗調(diào)傳動(dòng)桿，粗調(diào)安裝固定裝置固定安裝在微納操縱器固定架上，在粗調(diào)安裝固定裝置上安裝粗調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在粗調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的頂端剛性連接粗調(diào)傳動(dòng)桿；細(xì)調(diào)操縱器通過(guò)壓電陶瓷或液壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精細(xì)的三維位置調(diào)節(jié)，位置調(diào)節(jié)分辨率超過(guò)0.1微米；細(xì)調(diào)操縱器包括細(xì)調(diào)安裝固定裝置、細(xì)調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、控制器和細(xì)調(diào)傳動(dòng)桿，在粗調(diào)傳動(dòng)桿的頂端設(shè)置細(xì)調(diào)安裝固定裝置；在細(xì)調(diào)安裝固定裝置上設(shè)置細(xì)調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，細(xì)調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)電線纜或液壓管連接至控制器，在細(xì)調(diào)位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的頂端剛性連接細(xì)調(diào)傳動(dòng)桿。

4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移探針包括三維轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)、探針固定桿和尖頭探針；其中，三維轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)剛性安裝在微納操縱器的頂端；在三維轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)上安裝探針固定桿；在探針固定桿的頂端剛性連接尖頭探針；在微納操縱器的帶動(dòng)下，轉(zhuǎn)移探針能夠進(jìn)行位置調(diào)節(jié)；探針固定桿剛性連接尖頭探針和微納操縱器，并且通過(guò)三維轉(zhuǎn)軸鎖緊機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)探針固定桿同微納操縱器的細(xì)調(diào)操縱器的傳動(dòng)桿之間的角度。

5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述尖頭探針的尖端直徑小于0.5微米，通過(guò)尖端的靜電吸附效應(yīng)在單個(gè)微納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移過(guò)程中粘接所轉(zhuǎn)移的單個(gè)微納米結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)移裝置，其特征在于，所述微納結(jié)構(gòu)中的周期性凸起平臺(tái)的形狀為方形或者圓形，尺寸在5～10微米之間，高度在1～3微米之間，相鄰?fù)蛊鹌脚_(tái)的間距即凹槽的寬度在1～3微米之間，凸起平臺(tái)的表面為拋光表面，平整度小于1納米。