CN116143064A - 一种集成化的片上裂结系统及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集成化的片上裂结系统及其测量方法，包括：固定电极，所述固定电极包含连接部，以及连接于所述连接部的第一梳齿部；移动电极，所述移动电极包含第二梳齿部和第一针尖，所述第二梳齿部穿插设置于所述第一梳齿部且所述第一梳齿部与所述第二梳齿部间隙设置，所述第一针尖跟随所述第二梳齿部一同移动；检测电极，包含第二针尖，所述第一针尖和所述第二针尖间隙设置，且所述第一针尖跟随所述第二梳齿部移动后可接触所述第二针尖。本申请结合了动态裂结构建技术和静态裂结构建技术，借助MEMS中的执行技术，来替换动态裂结技术中的压电陶瓷和运动电机，从而实现在集成芯片上进行分子电学性质的测量。

Description

一种集成化的片上裂结系统及其测量方法
技术领域
本发明涉及片上裂结系统领域，具体指有一种集成化的片上裂结系统及其测量方法。
背景技术
动态结技术通过运动电机和压电陶瓷在水平或垂直方向上控制电极对的开合，使两电极不断的逼近和远离。当电极间距离匹配分子长度时，分子会在锚定基团的作用下锚定到金属电极上。基于金属电极的反复开合，可以不断地动态构筑金属/分子/金属结。同时裂结过程中以一个非常高频的采样速度来记录回路电流信号，随后采用统计的方法从中筛选得到分子成结的数据。动态测量技术可以快速收集大量的实验数据，样品加工精度要求低。但始终需要外置的运动部件以实现裂结过程，在一定程度上限制了单分子结的灵活性，并且测试仪器结构复杂并且难以实现大规模阵列化集成。
静态结的构筑原理是直接制备出与目标分子长度相匹配的固定纳米间隙电极对，由于单个分子的长度大都小于5nm，因此需要借助具有极高精度的微纳加工手段来完成。传统的静态结制备方法主要依托于较为成熟的微加工手段如光刻，电子束光刻(EBL)和聚焦离子束(FIB)光刻等，基于此人们开发了纳米孔，交叉纳米线等分子结制备方法。此外，为了进一步精确制备纳米间隙，人们还开发了电化学沉积，电迁移，液态金属自组装等方法。总的来说，静态结会制备出一个固定的非常狭小的纳米间隙来捕获单个分子，实现对单个分子的稳定表征和调控。静态结的优势在于可批量制备并且器件结构更接近集成电路易于实现集成化、微型化。但静态结方法也存在样品加工精度要求高，制备成功率低，分子结稳定性差等问题。
随着分子电子学的不断发展，人们对单分子电学性质表征技术提出了更高要求。现有技术并未结合动态结和静态结的优势，无法在一个较小尺寸的芯片上实现动态裂结过程。
针对上述的现有技术存在的问题设计一种集成化的片上裂结系统及其测量方法是本发明研究的目的。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明在于提供一种集成化的片上裂结系统及其测量方法，能够有效解决上述现有技术存在的至少一个问题。
本发明的技术方案是：
一种集成化的片上裂结系统，包括：
固定电极，所述固定电极包含连接部，以及连接于所述连接部的第一梳齿部；
移动电极，所述移动电极包含第二梳齿部和第一针尖，所述第二梳齿部穿插设置于所述第一梳齿部且所述第一梳齿部与所述第二梳齿部间隙设置，所述第一针尖跟随所述第二梳齿部一同移动；
检测电极，包含第二针尖，所述第一针尖和所述第二针尖间隙设置，且所述第一针尖跟随所述第二梳齿部移动后可接触所述第二针尖。
进一步地，所述移动电极包括弹性支撑部，所述弹性支撑部连接于所述第二梳齿部和/或所述第一针尖，用于对所述第二梳齿部和/或所述第一针尖提供复位的运动趋势。
进一步地，包括基底，所述固定电极和所述检测电极附着于所述基底，弹性支撑部的末端连接有肩部，所述移动电极的弹性支撑部、第二梳齿部和第一针尖通过被所述肩部抬起并悬空于所述基底。
进一步地，包括若干接触电极，分别连接于所述固定电极和/或所述移动电极和/或所述检测电极，用于连接外部电路，其中一个肩部作为接触电极。
进一步地，所述固定电极和所述移动电极用于连接外部电源，从而在所述第一梳齿部和所述第二梳齿部之间产生静电力，驱动所述第二梳齿部朝向所述检测电极移动，使所述第一针尖和所述第二针尖接触。
进一步地，所述片上裂结系统通过以下步骤制得：
在绝缘体上硅片表面通过电子束蒸发薄膜沉积系统蒸镀金属膜；
在金属膜表面涂覆光刻胶，通过掩膜模版对所述光刻胶进行光刻、显影，在光刻胶形成和所述片上裂结系统对应的图案，所述片上裂结系统对应的图案包括固定电极图案、移动电极图案、检测电极图案；
以形成有所述图案的光刻胶作为掩膜进行离子束刻蚀，刻蚀并在所述金属膜形成和所述片上裂结系统对应的图案；
以形成有所述图案的光刻胶、金属膜作为掩膜进行深反应离子束刻蚀，在所述绝缘体上硅片的器件层硅形成和所述片上裂结系统对应的图案；
通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层，使所述移动电极悬空，得到所述片上裂结系统。
进一步地，所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度窄于肩部的宽度，所述通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层的反应条件为：
反应时间控制在22～28min。
进一步提供一种片上裂结系统的测量方法，基于所述的一种集成化的片上裂结系统，包括以下步骤：
将所述片上裂结系统倒扣于盛有待测分子溶液的容器上，使待测分子组装到所述片上裂结系统上；
将组装有待测分子的所述片上裂结系统放置于平台，在所述固定电极接入驱动电压源，控制驱动电压源循环增大再减小，从而驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖；
驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖的过程中，统计所述移动电极和所述检测检测电极之间的电导变化，计算待测分子的电导。
进一步地，所述控制驱动电压源循环增大再减小包括：循环执行的以下步骤：
控制驱动电压增大，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设上限电导，停止驱动电压增大；
控制驱动电压减小，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设下限电导，停止驱动电压减小。
进一步地，所述预设上限电导为102G0～103G0，所述预设下限电导为10－6G0～10－ 9G0，其中，G0为量子电导。
因此，本发明提供以下的效果和/或优点：
本申请结合了动态裂结构建技术和静态裂结构建技术，借助MEMS中的执行技术，来替换动态裂结技术中的压电陶瓷和运动电机，从而实现在集成芯片上进行分子电学性质的测量，以探索构筑分子电子器件的更多可能性。本申请用芯片上自带的静电驱动模块替代了电机和压电陶瓷，实现了集成化，批量化，小型化。
本申请利用静电力推动第二梳齿部运动，利用弹性支撑部对第二梳齿部回拉，从而实现往复运动用于构建分子结，，省略了构建传统动态分子结中不可缺少的电机、压电陶瓷，实现了小尺寸的片上裂结系统。
本申请提供/制备的片上裂结系统是纳米尺度的MEMS－BJ芯片，围绕该芯片成功测得了标准分子的电学信息，证明本申请的系统和方法的可行性。
应当明白，本发明的上文的概述和下面的详细说明是示例性和解释性的，并且意在提供对如要求保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
图1为本发明的其中一个实施例的结构示意图。
图2为本发明的其中一个实施例的制备流程示意图。
图3为本发明的其中一个实施例的使用状态示意图。
图4为本发明的其中一个实施例的己二硫醇的电导的一维统计图。
图5为本发明的其中一个实施例的己二硫醇的电导的二维统计图。
图6为为本发明的其中一个实施例的实际输出电压随设定电压变化关系图，其中，(a)基准电压为10V时，电压实际输出随设定电压变化关系图；(b)基准电压为50V时，电压实际输出随设定电压变化关系图。
图7为本发明的其中一个实施例的COMSOL仿真结果。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：
参考图1，一种集成化的片上裂结系统，包括：
固定电极，所述固定电极包含连接部101，以及连接于所述连接部201的第一梳齿部102；
移动电极，所述移动电极包含第二梳齿部201和第一针尖202，所述第二梳齿部201穿插设置于所述第一梳齿部102且所述第一梳齿部102与所述第二梳齿部201间隙设置，所述第一针尖202跟随所述第二梳齿部201一同移动；
检测电极，包含第二针尖301，所述第一针尖202和所述第二针尖301间隙设置，且所述第一针尖202跟随所述第二梳齿部201移动后可接触所述第二针尖301。
本实施例中，移动电极为可移动的结构，例如可以通过弹性支撑件进行支撑并提供可以移动的结构接触，也可以是其他结构，在此不做限定。固定电极为固定的结构，即固定电极在工作的过程中不可移动。固定电极用于驱动移动电极，或者移动电极受驱动力可被驱动，从而通过移动电极的移动，促使第一针尖和第二针尖靠近、接触、远离。
动态结技术通过运动电机和压电陶瓷在水平或垂直方向上控制电极对的开合，使两电极不断的逼近和远离。当电极间距离匹配分子长度时，分子会在锚定基团的作用下锚定到金属电极上。基于金属电极的反复开合，可以不断地动态构筑金属/分子/金属结。同时裂结过程中以一个非常高频的采样速度来记录回路电流信号，随后采用统计的方法从中筛选得到分子成结的数据。动态测量技术可以快速收集大量的实验数据，样品加工精度要求低。但始终需要外置的运动部件以实现裂结过程，在一定程度上限制了单分子结的灵活性，并且测试仪器结构复杂并且难以实现大规模阵列化集成。
相比目前传统动态裂结技术需要外置运动部件的技术特征，本申请尝试借助MEMS中的执行技术，用以替换动态裂结技术中的压电陶瓷和运动电机，通过移动电极的移动实现动态裂结的技术原理。
进一步地，所述固定电极和所述移动电极用于连接外部电源，从而在所述第一梳齿部102和所述第二梳齿部201之间产生静电力，驱动所述第二梳齿部朝向所述检测电极移动，使所述第一针尖202和所述第二针尖301接触。
本实施例的工作原理是，通过外部电源对第一梳齿部施加电压、对第二梳齿部接地，从而使第一梳齿部和第二梳齿部之间产生静电力，静电力的作用可以驱动可移动的第二梳齿部移动，通过第一梳齿部和第二梳齿部的梳齿结构，以及其梳齿互相穿插、交错的连接关系，可以增大相对表面积，提高静电驱动力，增加驱动位移，从而实现在驱动电压下通过第一梳齿部驱动第二梳齿部的效果。通过第一梳齿部和第二梳齿部两个相反的梳状驱动结构，可以实现第二梳齿部的单向运动；移动电极的第一针尖和检测电极的第二针尖可以构成检测回路，当第一针尖和第二针尖足够近时，即可捕获分子进行分子电学性质的测量。
本实施例无需引入外部的位移部件(如电机、压电陶瓷等)，确保了芯片的品质与可重复性，也大大降低了非专业人员接触该领域的门槛。芯片化的裂结技术也为更多的单分子测试表征提供了可能，例如可在SEM下原位观察分子结裂结过程，原位拉曼光谱表征等。
进一步地，所述移动电极包括弹性支撑部203，所述弹性支撑部203连接于所述第二梳齿部201和/或所述第一针尖202，用于对所述第二梳齿部201和/或所述第一针尖202提供复位的运动趋势。
上述提到了在静电力的作用下，第二梳齿部只能带动第一针尖往一个方向移动，即使第一针尖靠近第二针尖。而在构建分子裂结的时候，需要重复基于两个针尖的反复开合才能捕获到待测分子。本实施例中，通过弹性支撑部连接在第二梳齿部和/或所述第一针尖，可以在第二梳齿部和/或所述第一针尖朝向第二针尖运动时，提供使第二梳齿部和/或所述第一针尖远离第二针尖的反向力，使第二梳齿部和/或所述第一针尖始终具有回到初始位置的运动趋势，从而能够在驱动电源的电压变化下，使第一针尖靠近或远离第二针尖，实现反复运动。
进一步地，包括基底(未画出)，所述固定电极和所述检测电极附着于所述基底，弹性支撑部203的末端连接有肩部204，所述移动电极的弹性支撑部203、第二梳齿部201和第一针尖202通过被所述肩部204抬起并悬空于所述基底。
本实施例中，肩部固定连接于基底，弹性支撑部的一端连接至肩部的上部分，然后第二梳齿部和/或第一针尖连接于弹性支撑部的另一端，从而实现弹性支撑部、第二梳齿部和第一针尖通过被所述肩部抬起并悬空于所述基底，便于实现第二梳齿部和/或第一针尖的往复运动。肩部的图形在此不做限定，能够起到支撑柱的类似效果即可。
进一步地，包括若干接触电极103，分别连接于所述固定电极和/或所述移动电极和/或所述检测电极，用于连接外部电路，其中一个肩部作为接触电极。
接触电极的图案可以比其他电极更宽，可以便于接触驱动电路。
进一步地，所述片上裂结系统通过以下步骤制得：参考图2，
S1，在绝缘体上硅片表面通过电子束蒸发薄膜沉积系统蒸镀金属膜；
本步骤采用四寸绝缘体上硅片(Silicon On Insulator SOI)作为基底，利用电子束蒸发薄膜沉积系统蒸镀金属材料。其中，缘体上硅片、电子束蒸发薄膜沉积系统蒸镀金属材料均为现有技术。
S2，在金属膜表面涂覆光刻胶，通过掩膜模版对所述光刻胶进行光刻、显影，在光刻胶形成和所述片上裂结系统对应的图案，所述片上裂结系统对应的图案包括固定电极图案、移动电极图案、检测电极图案；
本步骤对SOI片旋涂光刻胶，借助晶圆级对准光刻机进行光刻操作，光刻显影后掩膜板上的图案会转移到光刻胶层。所述片上裂结系统对应的图案可以是上述片上裂结系统对应的扁平化、平面化的图案。
S3，以形成有所述图案的光刻胶作为掩膜进行离子束刻蚀，刻蚀并在所述金属膜形成和所述片上裂结系统对应的图案；
本步骤以光刻胶形成的图形为掩膜，进行离子束刻蚀，未被光刻胶覆盖的金被能量极高的离子束轰击并离开基底表面，从而在金属层形成和光刻胶一样的图案。
S4，以形成有所述图案的光刻胶、金属膜作为掩膜进行深反应离子束刻蚀，在所述绝缘体上硅片的器件层硅形成和所述片上裂结系统对应的图案；
本步骤以光刻胶和金层为掩膜，通过深反应离子束刻蚀系统对SOI片进行刻蚀操作，没有掩膜保护的区域会被反应离子刻蚀，图案转移到器件硅层中，去除残胶后形成器件的基本结构。
S5，通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层，使所述移动电极悬空，得到所述片上裂结系统。
本步骤通过气相氢氟酸系统腐蚀样品，这一步将部分牺牲层SiO2腐蚀掉，使得第二梳齿部、第一针尖可运动。
进一步地，所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度窄于肩部的宽度，所述通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层的反应条件为：反应时间控制在22～28min。
参考图1，所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度窄于肩部的宽度。所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的较窄，所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部被设置为小于肩部的宽度，以及所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度被设置为小于固定电机的连接部的宽度，在步骤S4中，暴露出了与各部件相应图形的牺牲层，因此在通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层时，由于对牺牲层的腐蚀速度相同，且牺牲层的暴露面积不同或暴露宽度不同或暴露形状不同。本实施例第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度设置为0.005mm，第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部在反应时间控制在22～28min内，第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部下方的牺牲层最终被全部腐蚀，而在22～28min内，肩部下方的牺牲层无法被全部腐蚀，此时形成了肩部连接在基底，第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部悬空的结构。
进一步提供一种片上裂结系统的测量方法，基于所述的一种集成化的片上裂结系统，包括以下步骤：
S10，将所述片上裂结系统倒扣于盛有待测分子溶液的容器上，使待测分子组装到所述片上裂结系统上；
S20，将组装有待测分子的所述片上裂结系统放置于平台，在所述固定电极接入驱动电压源，控制驱动电压源循环增大再减小，从而驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖；
S30，驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖的过程中，统计所述移动电极和所述检测电极之间的电导变化，计算待测分子的电导。
实验平台如图3所示，实验装置主要由微电流对数放大器、控制器模块、电压放大器、显微成像模块、上位机和抗震与屏蔽模块组成。装置整体均放置在气动光学平台上并通过屏蔽箱进行电磁屏蔽。裂结过程控制器对两针尖电极间的电流信号进行高频采集，并与微电流对数放大器组成电路回路，飞安级别的电流信号将被放大成电压信号传入上位机。上位机程序做即时的数据处理并输出目标驱动电压值，但由于控制器最大仅能输出10V电压，因此需要借助电压放大器将电压放大十倍后再接入芯片。调整施加的驱动电压大小便可推拉悬空电极，使得芯片上两针尖电极接触和断开，不断的往复运动形成纳米间隙，当纳米间隔与目标分子相匹配的时形成金属/分子/金属结。整个裂结过程中芯片被放置在了3D打印的模具中并锁死在光学平台上，最大程度的减小外界振动对测试过程的干扰。同时屏蔽箱内的高清显微镜用于实时成像，记录完整的裂结过程。
具体地，先将片上裂结系统倒扣于盛有目标分子溶液的广口瓶上，常温下组装5h以上，使待测分子能够充分的组装到片上裂结系统上。然后，将已经准备好的片上裂结系统固定在3D打印的模具中，并将模具锁死在光学平台上，最大程度的减少外界振动对测试过程中的干扰。安装完毕后关闭屏蔽箱。接着，实时监测两电极之间的隧道电流大小来反馈控制驱动电压大小，当芯片上两针尖逐渐逼近并接触的过程中，电流逐渐增大，当达到预设电导值(102G0～103G0(G0为量子电导，等于2e2/h，约为77.6μS))，缓慢减小驱动电压，移动电极会受机械恢复力作用向回移动，由于金属材料的延展性，接触区域将会逐渐缩小，最终经历一个单原子点接触构型。随着电极继续回撤，则该单原子点接触断裂形成纳米间隔，当纳米间隔与目标分子相匹配时，目标分子两端的锚定基团与金属电极的相互作用，电极与分子相连结，即可形成金属/分子/金属结。同步监测其电导信号，继续减小驱动电压，则分子结断裂，电导突降到预设电导下限(10－6G0～10－9G0)，随后再增大电压，重复上述过程。使两针尖反复碰撞反复成结，从而获得显著可靠的一维电导统计图以及二维电导－距离统计图。
进一步地，所述控制驱动电压源循环增大再减小包括：循环执行的以下步骤：
控制驱动电压增大，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设上限电导，停止驱动电压增大；
控制驱动电压减小，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设下限电导，停止驱动电压减小。
进一步地，所述预设上限电导为102G0～103G0，所述预设下限电导为10－6G0～10－ 9G0，其中，G0为量子电导。
本实施例中，控制驱动电压最大可增大至100V，然后开始下降。在其他实施例中也可以根据具体情况进行调节，只要符合预设上限电导和预设下限电导即可，在此不做限定。
实验数据
实验一，参考图4－5，本实施例测试1，6己二硫醇的电导获得如图4所示的一维统计图和如图5所示的二维电导－距离统计图，从图中可以看到，目标分子电导为10－3.62G0左右，与现有文献中报道值接近，表明本实施例提供的系统或测量方法可以实现单分子电导测试。
实验二，为保证测试的准确性，本申请利用keithley公司旗下的keithley4200A－SCS(后简称4200A)型号参数分析仪对驱动电压进行测试。首先在不同设定电压下分别记录一组驱动电压实际输出数据，每组数据含有1000个数据点，计算其平均值和均方差值，如表1所示。可以看到电压输出存在一定的漂移情况，但实验过程中我们更加关心的是驱动电压的最小变化量而非绝对值，因此这种漂移并不影响我们分析驱动电压的精度。4200A的最大测量分辨率为0.5μV，最大检测电压为210V，满足本领域的测试需求。除此之外，不同电压条件下均方差都非常小，证明驱动电压输出稳定，噪声干扰小。
表1不同设定电压下的实际电压输出
Figure BDA0004099600220000131
接着绘制实际输出电压随设定电压变化关系图，如图6所示。可以看到，设定电压变化1V、0.1V、0.01V时，实际输出的电压均能很好的跟随设定电压的变化，但当设定电压变化0.001V时，实际输出电压则与设定电压存在较大出入，因此驱动电压精度应在0.001V－0.01V范围内。根据COMSOL模拟结果显示，50V电压下电压每增加0.01V，驱动位移约增加0.2nm，证明经过电压放大器放大后的驱动电压足以满足纳米级位移调控的要求。
参考图7，理论最大驱动行程为板间间距的1/3，本实施例的版图中，第一梳齿部和第二梳齿部相邻的梳齿之间的距离设置为7um，因此理论最大2.1um左右，通过最大驱动电压100V，对应上图约1.5um，因此驱动行程为min(1.5，2.1)＝1.5um。
最后，本实施例使用过程中，采样频率设置为10kHz。由于裂结过程更坑快，因此采样频率高能更好的捕获隧穿信息，并进行实时反馈。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：包括：
固定电极，所述固定电极包含连接部，以及连接于所述连接部的第一梳齿部；
移动电极，所述移动电极包含第二梳齿部和第一针尖，所述第二梳齿部穿插设置于所述第一梳齿部且所述第一梳齿部与所述第二梳齿部间隙设置，所述第一针尖跟随所述第二梳齿部一同移动；
检测电极，包含第二针尖，所述第一针尖和所述第二针尖间隙设置，且所述第一针尖跟随所述第二梳齿部移动后可接触所述第二针尖。
2.根据权利要求1所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：所述移动电极包括弹性支撑部，所述弹性支撑部连接于所述第二梳齿部和/或所述第一针尖，用于对所述第二梳齿部和/或所述第一针尖提供复位的运动趋势。
3.根据权利要求2所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：包括基底，所述固定电极和所述检测电极附着于所述基底，弹性支撑部的末端连接有肩部，所述移动电极的弹性支撑部、第二梳齿部和第一针尖通过被所述肩部抬起并悬空于所述基底。
4.根据权利要求3所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：包括若干接触电极，分别连接于所述固定电极和/或所述移动电极和/或所述检测电极，用于连接外部电路，其中一个肩部作为接触电极。
5.根据权利要求1所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：所述固定电极和所述移动电极用于连接外部电源，从而在所述第一梳齿部和所述第二梳齿部之间产生静电力，驱动所述第二梳齿部朝向所述检测电极移动，使所述第一针尖和所述第二针尖接触。
6.根据权利要求1－5任意一条所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：所述片上裂结系统通过以下步骤制得：
在绝缘体上硅片表面通过电子束蒸发薄膜沉积系统蒸镀金属膜；
在金属膜表面涂覆光刻胶，通过掩膜版对所述光刻胶进行光刻、显影，在光刻胶形成和所述片上裂结系统对应的图案，所述片上裂结系统对应的图案包括固定电极图案、移动电极图案、检测电极图案；
以形成有所述图案的光刻胶作为掩膜进行离子束刻蚀，刻蚀并在所述金属膜形成和所述片上裂结系统对应的图案；
以形成有所述图案的光刻胶、金属膜作为掩膜进行深反应离子束刻蚀，在所述绝缘体上硅片的器件层硅形成和所述片上裂结系统对应的图案；
通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层，使所述移动电极悬空，得到所述片上裂结系统。
7.根据权利要求6所述的一种集成化的片上裂结系统，其特征在于：所述移动电极的第二梳齿部、第一针尖、弹性支撑部的宽度窄于肩部的宽度，所述通过气相氢氟酸系统腐蚀所述绝缘体上硅片的牺牲层的反应条件为：
反应时间控制在22～28min。
8.一种片上裂结系统的测量方法，其特征在于：基于权利要求1－7任意一条所述的一种集成化的片上裂结系统，包括以下步骤：
将所述片上裂结系统倒扣于盛有待测分子溶液的容器上，使待测分子组装到所述片上裂结系统上；
将组装有待测分子的所述片上裂结系统放置于平台，在所述固定电极接入驱动驱动电压源，控制驱动驱动电压源循环增大再减小，从而驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖；
驱动所述第一针尖接触或断开所述第二针尖的过程中，统计所述移动电极和所述检测电极之间的电导变化，计算待测分子的电导。
9.根据权利要求8所述的一种片上裂结系统的测量方法，其特征在于：所述控制驱动驱动电压源循环增大再减小包括：循环执行的以下步骤：
控制驱动驱动电压增大，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设上限电导，停止驱动驱动电压增大；
控制驱动驱动电压减小，当所述移动电极和所述检测电极之间的电导达到预设下限电导，停止驱动驱动电压减小。
10.根据权利要求9所述的一种片上裂结系统的测量方法，其特征在于：所述预设上限电导为102G0～103G0，所述预设下限电导为10－6G0～10－9G0，其中，G0为量子电导。
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