[發明專利]一種基于波導器件的單根納米線的轉移方法

有效

• 申請號: 201611046605.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106744669B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 呂業剛;沈祥;徐培鵬;張巍;王國祥;戴世勛
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 何仲

本發明公開了一種基于波導器件的單根納米線的轉移方法，特點是通過壓印方法從沉積的納米線樣品取出并分散少量納米線，經過光學顯微鏡選取納米線并定位，在波導器件上通過曝光?顯影工藝在光刻膠上開一個待轉移納米線尺寸大小的窗口，利用熱效應和范德華力作用使得納米線吸附在波導器件上，采用退火處理增加納米線和波導之間的黏附力，再采用去膠工藝得到基于單根納米線的光子器件，優點是實現納米線的分散，并精確定位單根納米線轉移至波導器件的方法，且轉移后，其它未選取的納米線不會污染波導器件本方法與傳統方法相比，更加簡單、經濟，適用范圍更廣。

技術領域

本發明涉及納米器件制備領域，尤其是涉及一種基于波導器件的單根納米線的轉移方法。

背景技術

微電子技術的迅猛發展使得功能材料向著二維或者一維更小尺度的研究成為可能，這也是一種器件小型化和集成化的研究趨勢。與塊狀材料相比，一維納米材料在物理特性具有獨特的優勢，在納米級器件亦具有獨特的應用潛力。這種獨特結構的一維材料，因為其在尺寸減小所帶來的優異的性能表現，使其在電、光子器件方面具有廣闊的應用前景，并引起了科學界的廣泛的關注，各國也都不遺余力的在納米科技方面進行投入，以爭取納米領域的話語權。另外一方面，電子的熱效應和串擾等固有的物理極限使得微電子技術的發展將遭遇瓶頸，光子集成技術將會扮演愈來愈重要的角色。而光子集成技術的核心技術之一是如何實現基于波導的光子器件集成。基于單根納米線的波導器件是實現納米線在光子技術應用中的重要一環，而如何實現基于單根納米線的波導器件制備是器件實現應用的前提條件。

采用納米線常用的制備方法，包括化學氣相沉積法、模板法、氣-液-固法等，制備出來納米線均是集聚的納米線，即成千上萬根納米線的團簇。而研究單根納米線的結構和性質，需要從集聚的納米線中分散出單根納米線，然后再利用昂貴設備，例如加工離子束(FIB)等，操縱單根納米線轉移到電子或光子器件上，以完成納米器件的制作。這種基于單根納米線器件制備的傳統方法不僅耗時費力，也不經濟環保。這需要我們在技術上發明一種簡單、可靠、便捷、經濟、適用范圍廣的方法，來實現基于單根納米線的轉移，特別是在光子集成技術的波導器件上實現轉移。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能從納米線團簇中分散出單根納米線，并且精確定位轉移單根納米線至波導的基于納米器件的單根納米線的轉移方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種基于波導器件的單根納米線的轉移方法，具體步驟如下：

（1）分散納米線：取一干凈的硅片，依次用乙醇、去離子水在超聲波中清洗，并用高純氮氣吹干；將納米線樣品微力壓印并摩擦已洗凈的硅片，硅片上得到少量且平行于硅片表面的納米線；

（2）納米線轉移至有機膜：采用旋涂法在分布納米線的硅片上鍍上一層有機膠薄膜，輕微劃開硅片邊緣四周的有機膠薄膜并保持有機膠薄膜的完整，將硅片邊緣的有機膠薄膜與硅片分離；

（3）有機膜脫離：將硅片放入含水的培養皿中靜置，將硅片上表面與水平面齊平且將有機膠薄膜露出水面，使水滲入硅片與有機膠薄膜的間隙，并用氣槍輕微吹有機膠薄膜邊緣，使有機膠薄膜脫離硅片，將硅片表面的納米線轉移至有機膠薄膜的下表面，將少量水注入培養皿，使帶有納米線的有機膠薄膜浮在水面上；

（4）有機膜移至帶孔托盤：通過聚二甲基硅氧烷粘附劑將有機膠薄膜的上表面粘附在有孔的托盤上，同時將有機膠薄膜的納米線區域置于托盤孔的位置；

（5）波導器件上的光刻膠開窗口：將波導器件上旋涂一層光刻膠，通過曝光-顯影工藝，在需要轉移納米線的波導器件位置處開一個裸露出波導器件的窗口，窗口尺寸略大于待轉移納米線尺寸；