CN103043600A - 基于薄膜材料的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是基于薄膜材料的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其包括步骤：在清洗过的光滑衬底上过渡层的制备；制备纳米薄膜并从光滑衬底上剥离纳米薄膜；制备具有孔洞结构的支撑衬底；将纳米薄膜到孔洞结构支撑衬底上的转移；在纳米薄膜上制备微纳图形；离子束辐照诱导纳米薄膜上微纳图形产生形变及形成三维自支撑微纳米结构的成品。本发明是基于纳米薄膜上微纳米结构的制备与离子束辐照诱导的三维形变相结合，制备自支撑三维微纳米功能结构体的新方法，具有工艺灵活、效率高、可控性好，低成本和可大面积制备等特点，所制备的微纳图形的结构、形貌、尺寸、周期可设计、材料种类多并具有新奇功能与物性等特点。

Description

基于薄膜材料的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法
技术领域
本发明涉及三维微纳器件技术领域，是三维自支撑微纳米功能结构及阵列的制作方法，特别涉及一种基于纳米薄膜材料的生长，支撑的纳米薄膜上微纳米图形的加工以及离子束辐照对支撑的纳米薄膜平面内的微纳米图形进行形变操纵来制备不位于支撑衬底平面内的三维微纳米功能结构与器件的技术。
背景技术
随着微电子工艺的发展，器件向着小型化发展的困难也在逐步增大，三维器件的构造无疑成为提高器件集成密度的一个重要途径。寻找一种三维可控的空间纳米结构的制造方法已经引起越来越多人的关注。三维空间微纳米结构有着广泛的应用，人们通过双光子干涉曝光、激光烧蚀、激光干涉曝光、灰度曝光、聚焦电子束/离子束刻蚀、沉积、辐照等工艺，制备出了多种多样的三维微纳结构，制备了例如微纳镊子，三维光子晶体，三维超材料阵列等一系列的器件结构。但是现有的三维微纳器件的制备方法都有着种种缺陷：通过双光子干涉曝光、激光烧蚀、激光干涉曝光等工艺制备的三维结构的图形尺寸受激光光斑大小的影响很大，制备出的三维图形最小尺寸都在微米量级左右；灰度曝光工艺的图形分辨率依赖于曝光光斑的大小，对电子束灰度曝光来说的话分辨率可以达到纳米量级，但是由灰度曝光制备的三维结构都比较简单，对于自支撑的三维纳米结构的制备灰度曝光是无能为力的，而且也无法实现高高宽比图形的金属化或功能化处理；聚焦电子束/离子束刻蚀、辅助沉积可以制备自支撑的三维微纳米结构，但不仅要耗费大量的时间，而且无法制备高纯的金属材料。因此急需发展一种功能化自支撑三维纳米结构的可设计、可控、高效的大面积制备方法。这里我们通过将纳米厚度的薄膜制备成自支撑结构，通过支撑层的制备和微纳加工图形化的方法，制备出大量的平面内的仅一端与纳米薄膜体相连的微纳米图形结构，然后利用离子束辐照技术来诱导控制纳米薄膜平面内的微纳米图形向着离子束的方向弯曲，从而制备自支撑的三维微纳米功能结构阵列，大大扩展了三维微纳结构的制备范围，为三维微纳器件的加工应用提供了新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法，通过离子束辐照使支撑的微纳米薄膜图形形变与衬底形成一定夹角从而形成三维立体纳米结构，实现真正意义上三维自支撑微纳米结构的制备，为三维微纳器件的应用提供新技术。
为达到上述目的，本发明提供基于纳米薄膜结构的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，所述方法技术解决方案的步骤包括如下：
步骤S1：光滑衬底的清洗；
步骤S2：在干净光滑的衬底上制备一层过渡层；
步骤S3：在有过渡层的光滑衬底上生长纳米薄膜；
步骤S4：将有过渡层的光滑衬底上生长纳米薄膜放入能溶解过渡层的溶液中，使过渡层溶解并将长在过渡层上的纳米薄膜与衬底分离，并使纳米薄膜漂浮或悬浮在溶剂液中，由此形成具有漂浮纳米薄膜的体系；
步骤S5：在支撑衬底上通过微纳加工手段制备孔洞或者凹陷结构，制备出具有孔洞结构的支撑衬底；
步骤S6：将具有孔洞结构的支撑衬底放入到步骤S4处理完毕的具有漂浮纳米薄膜的体系中，移动具有孔洞结构的支撑衬底，使纳米薄膜附着在具有孔洞结构的支撑衬底上表面，并从溶液中将附有纳米薄膜的具有孔洞结构的支撑衬底取出，得到支撑的纳米薄膜；
步骤S7：在支撑的纳米薄膜本体上制备与支撑的纳米薄膜局部相连的微纳米图形；或在支撑的纳米薄膜上加工或生长局部支撑结构，并且制备与局部支撑结构相连的微纳米图形；
步骤S8：对步骤S7中微纳米图形进行离子束辐照，利用离子束的辐照作用，使微纳米图形弯曲变形，形成三维立体薄膜微纳米结构，得到三维自支撑微纳米功能结构的成品。
优选实施例，其特征在于，步骤S2中所述过渡层的材料是不与步骤S1中的衬底以及所要生长的纳米薄膜发生反应的光刻胶、聚合物、表面活性剂、或是家用洗洁精中的一种或几种的组合，并在纳米薄膜生长后仍能溶于所需的溶液即可。
优选实施例，其特征在于，步骤S3中纳米薄膜的材料是半导体、金属或绝缘介质中的一种或几种的组合；所述纳米薄膜的面积尺寸略大于孔洞结构的尺寸，略大于孔洞结构的尺寸是用于将纳米薄膜搭接在具有孔洞结构的支撑衬底上；所制备的纳米薄膜是单层，或是多层。
优选实施例，其特征在于，步骤S5中支撑衬底是利用微纳加工的方法，将支撑衬底表面图形化，然后利用图形转移方法形成所需要的支撑衬底；或支撑衬底是市场能够购买到网栅结构。
优选实施例，其特征在于，步骤S7中局部支撑结构的制备是在支撑的纳米薄膜上进行、或者在纳米薄膜还未剥离光滑衬底之前进行，即在纳米薄膜生长后就进行纳米薄膜上表面的局部支撑结构的制备；局部支撑结构是能形成固体微纳米结构的金属、半导体、或介质材料的一种或几种的组合；局部支撑结构的制备方法是采用微纳加工的手段，所述微纳加工的手段包括：
是光学曝光或者电子束曝光来形成所需的光刻胶图形，然后利用金属沉积，溶脱去掉多余的金属和残胶后即形成所需的局部支撑结构；
或是整体沉积一层局部支撑材料层，然后利用曝光工艺制备出光刻胶的图形，以光刻胶的图形为掩模来对样品进行刻蚀，去掉残余的光刻胶后即得到所需的纳米薄膜表面的局部支撑结构；
或是利用电子束或离子束辅助沉积的方法来直接沉积得到纳米薄膜表面的局部支撑结构。
优选实施例，其特征在于，步骤S8中所述图形发生弯曲形变所使用的离子束种类是聚焦离子束，或是宽束离子束；离子束中离子的能量大于500电子伏特。
优选实施例，其特征在于，所采用离子束的辐照方式包括对孔洞支撑衬底及其上所有的微纳米图形结构的整体进行辐照，或对某些区域进行选择性局部辐照；采用不同的离子束辐照参数，控制纳米薄膜上微纳米图形弯曲程度，并使弯曲的图形与纳米薄膜平面的夹角范围控制在0到180°之间。
优选实施例，其特征在于，所述离子束辐照参数包括：离子束的能量、剂量、束流、离子束的扫描速度、扫描方式、离子束辐照次数以及离子束入射角，所述离子束入射角是入射离子束与微纳米结构图形所在平面的夹角。
本发明的有益效果：本发明中，依次通过纳米薄膜在光滑衬底上的生长，纳米薄膜与光滑衬底的分离，孔洞支撑衬底的制备，纳米薄膜到孔洞支撑衬底的转移，纳米薄膜上局部支撑结构与微纳米图形的加工，离子束辐照诱导支撑的纳米薄膜平面内微纳米图形的三维形变这一系列的工艺过程。这些过程的有机结合，其特点在于可通过多种薄膜生长的方法获得各种薄膜材料，能满足多领域不同的需求；采用过渡层溶解的方法使薄膜材料与衬底分离，经济、简单、实用；采用微纳加工的方法获得孔洞支撑衬底结构，具有高度的灵活性与可操作性；采用各种微纳加工手段在支撑的纳米薄膜上进行局部支撑结构与微纳图形制备，具有高可控性、高精度、高重复性等特点；通过离子束辐照，使支撑的薄膜平面内的微纳米图形发生可控的三维形变，具有大面积、高可控、可设计、和高效等特点。通过这一技术制备的自支撑三维微纳米结构图形复杂、功能独特、材料种类齐全。这一技术可克服传统微纳加工技术在三维图形制备中的严重不足，即无法同时实现复杂图形形状可设计、多功能化、大面积、高效、可控加工的瓶颈。本发明大大扩展了三维微纳米结构的制备范围，为新型多功能三维微纳器件的加工应用提供了新方法。
附图说明
图1是本发明一种制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法的流程图。
图2是本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的纳米盒子。
图3是本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的纳米对折板。
图4是本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的纳米门框超材料阵列。
图中标记说明：
Figure BDA00002582654900051
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1示出制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的流程图，其中包括：光滑衬底1、过渡层2、纳米薄膜3、支撑衬底4、支撑衬底4上的孔洞结构5、支撑的纳米薄膜3上的多个微纳米图形6、支撑的纳米薄膜3平面内的多个局部支撑结构7、多个微纳米图形原始位置8、多个三维自支撑微纳米功能结构9。
本发明的方法包括步骤：
(1)和(2)对光滑衬底1表面进行清洗；在表面清洁光滑的衬底1上制备一层过渡层2；
(3)在有过渡层2的光滑衬底1上生长纳米薄膜3；
(4)依据过渡层2的性质将长有纳米薄膜3的样品放入与过渡层2相应的溶剂后，通过过渡层2的溶解使纳米薄膜3与光滑衬底1分离，并漂浮在溶液中。
(5)具有孔洞结构5的支撑衬底4的制备；
适合于本发明的孔洞结构5的支撑衬底4多种多样：可以是商用的孔洞结构5，如TEM网栅等；也可以加工制备，例如在半导体衬底上(如Si，GaAs，Ge，InP，GaN等)或金属(如Cu，Mo，Au等)上首先采用化学气相沉积，原子层沉积，溅射等方法制备介质薄膜(如Si3N4，SiO2，Al2O3等)或C薄膜，然后通过光学光刻、电子束、离子束、激光束等光刻胶图形加工方法制备孔洞结构5加工所需的掩模，然后通过干法(感应耦合等离子体刻蚀，反应离子刻蚀，离子刻蚀等)或湿法腐蚀，获得所需的镂空薄膜孔洞结构5，或在半导体或金属衬底上直接制备孔洞结构5。
(6)将纳米薄膜3转移到具有孔洞结构5的支撑衬底4上；
将具有孔洞结构5的支撑衬底4放入到浸泡纳米薄膜3的溶剂中，通过手工操作和纳米薄膜3与水的相互作用使纳米薄膜3在溶剂中平展的展开，将展开的纳米薄膜3用镊子夹住一点轻轻的拉到支撑衬底4的上方，夹起纳米薄膜3下方的支撑衬底4，使之托起上方的纳米薄膜3，轻轻的从溶剂中捞出。使用气抢吹干表面附有支撑的纳米薄膜3的支撑衬底4，同时利用气枪的冲力使支撑的纳米薄膜3在支撑衬底4上展开。如果不希望支撑的纳米薄膜3和支撑衬底4受过渡层2溶剂的影响，可以通过稀释的办法或者溶液由于密度不同自分离的办法将过渡层2溶解换成其他种类。
(7)支撑的纳米薄膜3上平面内图形的制备；
依据设计的自支撑三维微纳米功能结构的形状、尺寸与周期分布，在支撑的纳米薄膜3上制备出相应的微纳米图形6。支撑的纳米薄膜3上的微纳米图形6可以以各种方式存在。若最后所得成品自支撑三维微纳米结构通过自身材料与支撑的纳米薄膜3本体相连，则可在支撑的纳米薄膜3上制备仅一端与之相连的微纳米图形6。支撑的纳米薄膜3上的微纳米图形6的制备可以采用多种方法实现：直接采用聚焦离子束刻蚀的办法在支撑的纳米薄膜3上刻蚀出微纳米图形6；也可以采用光学光刻或者电子束曝光的办法在支撑的纳米薄膜3上制备出光刻胶掩模图形，再利用反应离子刻蚀或者腐蚀的办法制备出微纳米图形6，将残余的光刻胶去掉后就形成了所需要的支撑纳米薄膜3上的仅一端与之相连的微纳米图形6。反之，当微纳米图形6不可以自支撑的情况下，则需依据设计的自支撑三维微纳米功能结构的形状，在支撑的纳米薄膜3上制备具有一定厚度和形状的局部支撑结构7，如微纳米线等，来充当最后所得成品三维自支撑薄微纳米功能结构的部分支架。局部支撑结构7的制备可以采用传统的光学光刻或者电子束曝光工艺，制备出一定的光刻胶图形，然后通过金属沉积与溶脱剥离，去掉多余的结构来形成；也可以先沉积一层局部支撑结构7的材料，然后通过光刻或者电子束曝光在支撑材料上制备出光刻胶图形，然后利用刻蚀或者腐蚀的办法将多余的支撑结构去掉；也可以直接利用电子束/离子束辅助沉积的办法，直接生长出所需要的局部支撑结构7。微纳米图形6是具有多种形状的结构阵列，例如矩形结构阵列、三角形结构阵列或圆形结构阵列中的一种或几种的组合，其他结构不再赘述。
(8)离子束辐照诱导的支撑的纳米薄膜平面内微纳米图形结构的三维弯曲形变；
对步骤(7)中所加工得到的支撑的纳米薄膜3的平面内的微纳米图形6进行离子束辐照，由于离子束的辐照作用，微纳米图形6会弯曲变形，形成自支撑三维立体微纳米功能结构成品。三维自支撑微纳米功能结构阵列是具有多种形状结构阵列，例如矩形结构阵列、三角形结构阵列或圆形结构阵列中的一种或几种的组合，其他结构不再赘述。
[实施例1]
采用“一种制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法”制备三维金属超材料结构阵列(以单层金薄膜为例)，包括以下步骤：
(1)硅衬底清洗
依次采用丙酮，乙醇，去离子水对硅衬底进行超生清洗，然后用氮气吹干，在180摄氏度的热板上烘烤10分钟，并使之自然冷却。
(2)过渡层2的敷涂
在步骤(1)处理过的干净光滑的Si衬底上敷涂一层电子束光刻胶PMMA(495，5％)(1300转/分钟，旋涂后180摄氏度烘烤1分钟，可重复旋涂)。
(3)金属金纳米薄膜3的制备
在敷涂有电子束光刻胶PMMA的衬底1上通过电子束蒸发沉积厚度为100纳米厚的金薄膜层3。
(4)金属薄膜3与光滑衬底1的分离；
将生长有100纳米金薄膜3的衬底1浸泡在丙酮中，使电子束光刻胶PMMA溶解，金膜3从衬底1表面脱落，加热丙酮可缩短金膜剥离的时间。
(5)具有孔洞结构5的支撑衬底4的制备；
在硅衬底上通过低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长200纳米的氮化硅层，然后在长有氮化硅的衬底上敷涂1.5微米厚的S1813光刻胶，在115摄氏度的热板上烘烤一分钟，之后采用紫外光刻设备进行曝光，剂量为200豪焦/平方厘米(mJ/cm2)，显影40秒后获得所需的边长为40微米，间距为200微米的正方形阵列光刻胶掩模图形，接着通过氢氧化钾(KOH)水溶液的选择性腐蚀，在硅衬底上腐蚀出正方形凹陷结构。
(6)金纳米薄膜3到Si凹陷结构支撑衬底4上的转移；
将步骤(5)中制备好的具有凹陷结构的Si衬底4放入到步骤(4)处理后的溶液中，利用纳米薄膜3与水的相互作用使纳米薄膜3在溶剂中展开，用镊子夹住金膜，轻轻的拉到支撑衬底4的上方，将具有正方形凹陷结构的支撑衬底4上抬，使之托起上方的纳米薄膜3并从溶剂中捞出。采用氮气抢吹干表面附有纳米薄膜3的凹陷支撑衬底4，同时利用气枪的冲力使纳米薄膜6在支撑衬底4上展开。
(7)支撑的金纳米薄膜3平面上微纳米图形的刻蚀与局部支撑结构7的制备；
这一步骤中，加工了三种结构：其一是采用聚焦离子束辅助沉积的办法，通过10皮安的镓离子束，以六羧基钨(W(CO)6)为金属有机物气态分子源，设定离子束扫描区域，使每根纳米线图形的扫描时间为50秒，在Au薄膜上直接生长交叉的钨混合物纳米线，用作所需的自支撑三维微纳米结构的局部支撑结构7然后通过聚焦离子束刻蚀，采用30皮安的Ga+离子束，垂直入射在金纳米薄膜上，设定无线宽的三段相连的纳米线，使离子束在每一根纳米线图形上的扫描时间为10秒，依次获得四个方形纳米薄膜片10，每一块状结构的三端与薄膜体分离，另外一端与局部支撑结构7上保留的薄膜体相连；其二是采用聚焦离子束辅助沉积的办法，采用10皮安的Ga+离子束，以W(CO)6为金属有机物气态分子源，设定离子束扫描区域，使每根纳米线图形的扫描时间为60秒，在金薄膜上直接生长出单根钨混合物纳米线，然后通过聚焦离子束刻蚀，获得金薄膜平面内的两个方形纳米薄膜片10，每一块状结构的三端与薄膜体分离，另外一端与钨纳米线局部支撑结构7上保留的薄膜体相连。其三是采用聚焦离子束刻蚀技术，用30皮安的镓(Ga+)离子束，垂直入射在金纳米薄膜上，设定无线宽的三段相连的纳米线，使离子束在每一根纳米线图形上的扫描时间为10秒，在支撑的金纳米薄膜3平面内刻蚀出“门框”形轮廓13；
(8)对步骤(7)中的结构进行离子束辐照三维形变加工
采用的镓离子源聚焦离子束，加速电压为30千伏，束流为150皮安，扫描面积为19.7微米×20微米，单祯扫描时间为163秒，垂直入射的条件下，对(7)中所制备的微纳米结构进行离子束辐照，由于离子束的辐照作用，微纳米图形发生弯曲变形，最终弯向离子束的方向，形成金纳米材料自支撑三维立体结构，图2示出本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的微纳米中空盒11、图3示出本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的纳米对折板12以及图4示出本发明采用制备三维自支撑微纳米功能结构阵列的方法制备的纳米门框超材料阵列13。图中8为多个微纳米图形6在离子束辐照形变后，在支撑的纳米薄膜3上所显示的多个原始位置。通过控制离子束的入射方向与扫描的次数来控制纳米薄膜结构最终的弯曲取向，通过离子束扫描的剂量，以及扫描方式等参数的调制来控制弯度微纳米结构的弯曲程度与形变速度，形成可设计的三维立体自支撑微纳米功能结构。
(9)得到三维立体自支撑微纳米功能结构成品。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。

Claims (8)

1.一种基于薄膜结构的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：
步骤S1：光滑衬底的清洗；
步骤S2：在干净光滑的衬底上制备一层过渡层；
步骤S3：在有过渡层的光滑衬底上生长纳米薄膜；
步骤S4：将有过渡层的光滑衬底上生长纳米薄膜放入能溶解过渡层的溶液中，使过渡层溶解并将长在过渡层上的纳米薄膜与衬底分离，并使纳米薄膜漂浮或悬浮在溶剂液中，由此形成具有漂浮纳米薄膜的体系；
步骤S5：在支撑衬底上通过微纳加工手段制备孔洞或者凹陷结构，制备出具有孔洞结构的支撑衬底；
步骤S6：将具有孔洞结构的支撑衬底放入到步骤S4处理完毕的具有漂浮纳米薄膜的体系中，移动具有孔洞结构的支撑衬底，使纳米薄膜附着在具有孔洞结构的支撑衬底上表面，并从溶液中将附有纳米薄膜的具有孔洞结构的支撑衬底取出，得到支撑的纳米薄膜；
步骤S7：在支撑的纳米薄膜本体上制备与支撑的纳米薄膜局部相连的微纳米图形；或在支撑的纳米薄膜上加工或生长局部支撑结构，并且制备与局部支撑结构相连的微纳米图形；
步骤S8：对步骤S7中微纳米图形进行离子束辐照，利用离子束的辐照作用，使微纳米图形弯曲变形，形成三维立体薄膜微纳米结构，得到三维自支撑微纳米功能结构的成品。
2.如权利要求1所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述过渡层的材料是不与步骤S1中的衬底以及所要生长的纳米薄膜发生反应的光刻胶、聚合物、表面活性剂、或是家用洗洁精中的一种或几种的组合，并在纳米薄膜生长后仍能溶于所需的溶液即可。
3.如权利要求1所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，步骤S3中纳米薄膜的材料是半导体、金属或绝缘介质中的一种或几种的组合；所述纳米薄膜的面积尺寸略大于孔洞结构的尺寸，略大于孔洞结构的尺寸是用于将纳米薄膜搭接在具有孔洞结构的支撑衬底上；所制备的纳米薄膜是单层，或是多层。
4.如权利要求1所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，步骤S5中支撑衬底是利用微纳加工的方法，将支撑衬底表面图形化，然后利用图形转移方法形成所需要的支撑衬底；或支撑衬底是市场能够购买到网栅结构。
5.如权利要求1所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，步骤S7中局部支撑结构的制备是在支撑的纳米薄膜上进行、或者在纳米薄膜还未剥离光滑衬底之前进行，即在纳米薄膜生长后就进行纳米薄膜上表面的局部支撑结构的制备；局部支撑结构是能形成固体微纳米结构的金属、半导体、或介质材料的一种或几种的组合；局部支撑结构的制备方法是采用微纳加工的手段，所述微纳加工的手段包括：
是光学曝光或者电子束曝光来形成所需的光刻胶图形，然后利用金属沉积，溶脱去掉多余的金属和残胶后即形成所需的局部支撑结构；
或是整体沉积一层局部支撑材料层，然后利用曝光工艺制备出光刻胶的图形，以光刻胶的图形为掩模来对样品进行刻蚀，去掉残余的光刻胶后即得到所需的纳米薄膜表面的局部支撑结构；
或是利用电子束或离子束辅助沉积的方法来直接沉积得到纳米薄膜表面的局部支撑结构。
6.如权利要求1所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，步骤S8中所述图形发生弯曲形变所使用的离子束种类是聚焦离子束，或是宽束离子束；离子束中离子的能量大于500电子伏特。
7.如权利要求6所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，所采用离子束的辐照方式包括对孔洞支撑衬底及其上所有的微纳米图形结构的整体进行辐照，或对某些区域进行选择性局部辐照；采用不同的离子束辐照参数，控制纳米薄膜上微纳米图形弯曲程度，并使弯曲的图形与纳米薄膜平面的夹角范围控制在0到180°之间。
8.如权利要求7所述的三维自支撑微纳米功能结构的制备方法，其特征在于，所述离子束辐照参数包括：离子束的能量、剂量、束流、离子束的扫描速度、扫描方式、离子束辐照次数以及离子束入射角，所述离子束入射角是入射离子束与微纳米结构图形所在平面的夹角。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102992638A (zh) * 2012-11-30 2013-03-27 北京遥测技术研究所 用于提高石英腐蚀表面光洁度的微掩模去除方法
CN104505598A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 国家纳米科学中心 一种金属/柔性介质层/金属周期结构吸波材料及其制备方法
CN104555902A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 中国科学院物理研究所 自支撑介质薄膜及其制备方法
CN104555890A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 中国科学院物理研究所 自支撑三维器件
CN104599979A (zh) * 2015-01-05 2015-05-06 中国科学院物理研究所 自支撑三维器件及其制备方法
CN105836700A (zh) * 2016-03-24 2016-08-10 中国科学院物理研究所 一种微纳米管状结构的加工方法
CN108217578A (zh) * 2017-12-18 2018-06-29 中国科学院物理研究所 一种微纳弯曲结构的制备方法
CN110143566A (zh) * 2019-04-22 2019-08-20 中国科学院物理研究所 一种三维微纳折纸结构的制备方法
WO2020010522A1 (zh) * 2018-07-10 2020-01-16 深圳通感微电子有限公司 一种独立金属薄膜制备方法及金属薄膜
CN113023667A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 中国科学院物理研究所 三维微纳弯折结构及利用电子束制备其的方法
US12048901B2 (en) 2018-11-19 2024-07-30 Eth Zurich Method for the fabrication of a pore comprising metallic membrane and a pore comprising membrane

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110265793B (zh) * 2019-06-05 2021-02-26 北京大学 一种三维纳米天线阵列的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030052080A1 (en) * 1999-01-27 2003-03-20 Young Joon Baik Method for fabricating nano-sized diamond whisker, and nano-sized diamond whisker fabricated thereby
CN1681975A (zh) * 2002-07-08 2005-10-12 Btg国际有限公司 纳米结构及其制造方法
CN1756861A (zh) * 2003-03-06 2006-04-05 C.R.F.阿西安尼顾问公司 构成纳米结构的部件的工艺方法
CN101508421A (zh) * 2009-04-01 2009-08-19 北京师范大学 用于场电子发射器的碳纳米纤维/碳纳米管异质纳米阵列及其制备技术
CN102320566A (zh) * 2011-10-14 2012-01-18 中国科学院物理研究所 一种采用自对准成型制备三维纳米空间电极的方法
US20120125071A1 (en) * 2009-03-27 2012-05-24 Jan Schroers Carbon molds for use in the fabrication of bulk metallic glass parts and molds

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030052080A1 (en) * 1999-01-27 2003-03-20 Young Joon Baik Method for fabricating nano-sized diamond whisker, and nano-sized diamond whisker fabricated thereby
CN1681975A (zh) * 2002-07-08 2005-10-12 Btg国际有限公司 纳米结构及其制造方法
CN1756861A (zh) * 2003-03-06 2006-04-05 C.R.F.阿西安尼顾问公司 构成纳米结构的部件的工艺方法
US20120125071A1 (en) * 2009-03-27 2012-05-24 Jan Schroers Carbon molds for use in the fabrication of bulk metallic glass parts and molds
CN101508421A (zh) * 2009-04-01 2009-08-19 北京师范大学 用于场电子发射器的碳纳米纤维/碳纳米管异质纳米阵列及其制备技术
CN102320566A (zh) * 2011-10-14 2012-01-18 中国科学院物理研究所 一种采用自对准成型制备三维纳米空间电极的方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102992638B (zh) * 2012-11-30 2015-05-27 北京遥测技术研究所 用于提高石英腐蚀表面光洁度的微掩模去除方法
CN102992638A (zh) * 2012-11-30 2013-03-27 北京遥测技术研究所 用于提高石英腐蚀表面光洁度的微掩模去除方法
CN104505598A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 国家纳米科学中心 一种金属/柔性介质层/金属周期结构吸波材料及其制备方法
CN104599979B (zh) * 2015-01-05 2017-06-20 中国科学院物理研究所 自支撑三维器件及其制备方法
CN104555902A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 中国科学院物理研究所 自支撑介质薄膜及其制备方法
CN104555890A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 中国科学院物理研究所 自支撑三维器件
CN104599979A (zh) * 2015-01-05 2015-05-06 中国科学院物理研究所 自支撑三维器件及其制备方法
CN105836700A (zh) * 2016-03-24 2016-08-10 中国科学院物理研究所 一种微纳米管状结构的加工方法
CN108217578A (zh) * 2017-12-18 2018-06-29 中国科学院物理研究所 一种微纳弯曲结构的制备方法
WO2020010522A1 (zh) * 2018-07-10 2020-01-16 深圳通感微电子有限公司 一种独立金属薄膜制备方法及金属薄膜
US12048901B2 (en) 2018-11-19 2024-07-30 Eth Zurich Method for the fabrication of a pore comprising metallic membrane and a pore comprising membrane
CN110143566A (zh) * 2019-04-22 2019-08-20 中国科学院物理研究所 一种三维微纳折纸结构的制备方法
CN110143566B (zh) * 2019-04-22 2022-01-25 中国科学院物理研究所 一种三维微纳折纸结构的制备方法
CN113023667A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 中国科学院物理研究所 三维微纳弯折结构及利用电子束制备其的方法
CN113023667B (zh) * 2021-03-04 2023-11-10 中国科学院物理研究所 三维微纳弯折结构及利用电子束制备其的方法

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