利用毛細管微探針的微結(jié)構(gòu)制備新方法研究.pdf

1、微納米技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門新型的交叉學科，微納米加工技術(shù)作為其中的一個重要基礎(chǔ)，已經(jīng)被廣泛地應用于各個科研領(lǐng)域。傳統(tǒng)的微納米加工技術(shù)主要包括硅的體微加工技術(shù)、表面微加工技術(shù)、LIGA(X射線深處光刻、電鑄成型和塑鑄型)技術(shù)、激光微加工技術(shù)、微納米壓印技術(shù)等。這些微納米加工技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展極大地推動了微電子技術(shù)和光電子技術(shù)的發(fā)展，但也存在一些不足之處，例如它們往往需要昂貴的設(shè)備和復雜的步驟，需要較長的制備周期，以及對加工材料的限

2、制等，這些不足限制了微納米技術(shù)的進一步發(fā)展。因此，本課題提出了一種利用毛細管微探針的微結(jié)構(gòu)制備新方法，該方法采用獨特設(shè)計的毛細管微探針結(jié)合局部電化學微加工技術(shù)，能夠簡單、快速、批量進行各種微結(jié)構(gòu)制備，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計研制了一套利用毛細管微探針的微結(jié)構(gòu)制備系統(tǒng)。
　　 本課題分別從理論方法、系統(tǒng)設(shè)計和實驗分析三個方面對這種微結(jié)構(gòu)制備技術(shù)進行了研究，主要研究工作和創(chuàng)新點總結(jié)如下：
　　 1、提出了一種利用毛細管微探針的微結(jié)構(gòu)

3、制備新方法。設(shè)計了一種新型的微探針，該微探針是將插有Pt-Ir絲的玻璃毛細管單個或者多個并列在一起制成的，將Pt-Ir絲的末端削尖之后，使其與毛細管端口基本持平。利用該新型微探針結(jié)合局部電化學微加工技術(shù)可以加工出均勻度非常好的微結(jié)構(gòu)。
　　 2、研制開發(fā)了一套利用毛細管微探針的微結(jié)構(gòu)制備系統(tǒng)。系統(tǒng)包括電化學微加工核心單元、步進掃描與移動控制系統(tǒng)、CCD顯微監(jiān)控模塊以及計算機軟硬件等部分。通過系統(tǒng)中的CCD顯微監(jiān)控模塊，在微結(jié)構(gòu)制

4、備的時候可以對整個加工過程進行實時顯微監(jiān)控，能夠方便清晰的觀察電化學反應引起的各種現(xiàn)象及微結(jié)構(gòu)生長情況。該系統(tǒng)具有成本低、操作簡單、系統(tǒng)元件可置換性強等優(yōu)點，可實現(xiàn)各種微結(jié)構(gòu)快速高效地制備。
　　 3、設(shè)計了功能完善、界面友好、控制參數(shù)豐富的步進移動控制軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)包括控制步進方向、調(diào)節(jié)步進移動速度、設(shè)置步進步數(shù)等功能。通過設(shè)置不同的參數(shù)，再結(jié)合二維掃描系統(tǒng)的平移，可以方便地加工各種線寬和縱橫比可控的微結(jié)構(gòu)。