[發明專利]一種基于電場控制Ag2

在審

• 申請號: 202110564032.4
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113387323A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 張俐楠;陳建龍;劉紅英;陸凱;吳立群;王洪成
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B1/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，包括步驟：S1、通過光刻、蝕刻以在第一硅基板表面陣列形成針尖結構；S2、在針尖結構的尖端處鍍一層鎘薄膜和銀薄膜，以形成探針陣列硅基底；S3、在第二硅基板表面涂覆一層鎵膜，并進行加熱以使鎵膜成為液態，以形成鎵膜襯底；S4、將鎵膜襯底滑動連接于水平滑軌上；S5、將探針陣列硅基底滑動連接于垂直滑軌上；S6、對鎵膜襯底與探針陣列硅基底接通直流電源，以形成電場；S7、通過控制電場強度，以及鎵膜襯底、探針陣列硅基底于水平滑軌、垂直滑軌上的滑動方向、滑動速度，以在探針陣列硅基底與鎵膜襯底之間形成相應形狀的Ag₂Ga納米針。本發明實現了Ag₂Ga納米針陣列成形且形狀可控。

技術領域

本發明屬于納米針制備技術領域，具體涉及一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法。

背景技術

納米針作為一維的納米材料，具有獨特的機械性、熱穩定性、電子傳輸和光子傳輸性、光學性質、光導性和場發射效應等特點，因此具有巨大的應用前景。目前為止，市面上生產單個納米針多靠技術人員，使用一個在光學或電子顯微鏡下觀察的納米操縱器，將一個鍍銀的探針與鎵液滴接觸。該方法費時費力，容易造成誤差，納米針形態難以控制，應用價值較低，無法批量生產。

因此，如果存在使用納米線對整個探針晶片進行成批成形的方法，制造速度可以大大提高，制造成本可以大幅降低，開發品質更優、直徑更細長徑比更高、制備更簡單的納米針具有更大的產業價值和商業價值。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，可陣列形成Ag₂Ga納米針，且可控制納米針的形狀，可批量生產納米針，降低生產成本，提高效率。

本發明采用以下技術方案：一種基于電場控制Ag₂Ga納米針陣列成形的制備方法，包括步驟：

S1、對第一硅基板表面進行光刻以及各向異性蝕刻，以在第一硅基板表面陣列形成針尖結構；

S2、在針尖結構的尖端處鍍一層鎘薄膜，并在鎘薄膜外鍍一層銀薄膜，以形成探針陣列硅基底；

S3、在第二硅基板表面涂覆一層鎵膜，并對鎵膜進行加熱以使鎵膜成為液態，從而形成鎵膜襯底；

S4、將鎵膜襯底滑動連接于水平滑軌上，以實現鎵膜襯底在水平方向上的滑動；

S5、將探針陣列硅基底相對設置于鎵膜襯底上方，并將探針陣列硅基底滑動連接于設置于水平滑軌側邊的垂直滑軌，以實現探針陣列硅基底于鎵膜襯底上方的垂直運動；

S6、對鎵膜襯底與探針陣列硅基底接通直流電源，以形成電場；

S7、通過控制電場強度，控制鎵膜襯底于水平滑軌上的滑動方向、滑動速度，控制探針陣列硅基底于垂直滑軌上的滑動方向、滑動速度，以在探針陣列硅基底與鎵膜襯底之間形成相應形狀的Ag₂Ga納米針。

作為優選方案，步驟S1中具體為：在第一硅基板表面以正方形區域陣列形成針尖結構。

作為優選方案，步驟S2中，在對針尖結構的尖端處進行鍍銀之前還包括以下步驟：

S2.1、對尖端處用除油劑進行清洗；

S2.2、用水沖洗尖端處的除油劑；

S2.3、將尖端處放置于硫酸溶液中酸洗活化處理；

S2.4、用水沖洗尖端處，再用去離子水對尖端處進行沖洗，直至去除尖端處表面殘留酸液。