TWI534851B - 透射電子顯微鏡微柵 - Google Patents

Description

透射電子顯微鏡微柵

本發明涉及一種透射電子顯微鏡微柵，尤其涉及一種基於奈米碳管結構的透射電子顯微鏡微柵。

在透射電子顯微鏡中，微柵是用於承載粉末樣品，進行高解析穿透式電子顯微鏡(HRTEM)觀察的重要工具。

先前技術中，透射電子顯微鏡的微柵的製備通常是在銅網或鎳網等金屬網格上覆蓋一層多孔有機膜，再蒸鍍一層非晶碳膜製成的。然，在實際應用中，當採用上述微柵對被測樣品的透射電子顯微鏡高分辨像進行成份分析時，尤其在觀察尺寸比較小的奈米顆粒，如小於5奈米的顆粒的透射電子顯微鏡高分辨像時，微柵中的非晶碳膜對奈米顆粒的透射電子顯微鏡高分辨像的干擾比較大。再者，非晶碳膜容易從金屬網格上脫落或漂移，對探測樣品造成污染。

有鑒於此，提供一種能夠防止奈米碳管結構飄移的透射電子顯微鏡微柵實為必要。

一種透射電子顯微鏡微柵，包括依次層疊設置的第一金屬層、奈米碳管層及第二金屬層，其中，所述奈米碳管層夾持於所述第一金屬層及第二金屬層之間，且通過懸掛鍵與所述第一金屬層及第 二金屬層鍵合，所述第一金屬層包括複數第一通孔，所述第二金屬層包括複數第二通孔，所述複數第二通孔與所述複數第一通孔一一對應分佈於所述奈米碳管層相對的兩個表面。

一種透射電子顯微鏡微柵，包括依次層疊設置的第一金屬層、奈米碳管層及第二金屬層，其中，所述奈米碳管層夾持於所述第一金屬層及第二金屬層之間，所述第一金屬層包括複數第一通孔，所述第二金屬層包括複數第二通孔，對應於第一通孔位置處的奈米碳管層同時通過第二通孔暴露出來，所述第一金屬層及第二金屬層通過電鍍的方式形成於所述奈米碳管層的兩個表面。

與先前技術相比較，由本發明提供的透射電子顯微鏡微柵，所述奈米碳管牢固的夾持於第一金屬層及第二金屬層之間，可以防止由於奈米碳管品質較輕引起奈米碳管的飄移或脫落，從而提高透射電子顯微鏡的解析度及準確性。

10‧‧‧透射電子顯微鏡微柵

110‧‧‧奈米碳管層

120‧‧‧第一金屬層

130‧‧‧第二金屬層

111‧‧‧第一表面

112‧‧‧微孔

113‧‧‧第二表面

123‧‧‧第一網格

124‧‧‧第一支撐邊緣

126‧‧‧第一通孔

133‧‧‧第二網格

134‧‧‧第二支撐邊緣

136‧‧‧第二通孔

150‧‧‧光罩層

151‧‧‧通孔

圖1係本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的照片。

圖3係本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵中奈米碳管膜的結構示意圖。

圖4係本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵中奈米碳管層的結構示意圖。

圖5係本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的立體分解示意圖。

圖6為本發明第一實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的製備方法的流程圖。

圖7為本發明提供的透射電子顯微鏡微柵的製備方法中蝕刻的流程圖。

圖8為本發明第二實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的製備方法的流程圖。

下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的透射電子顯微鏡微柵及其製備方法作進一步的詳細說明。

請參閱圖1及圖2，本發明第一實施例提供一種透射電子顯微鏡微柵10。所述透射電子顯微鏡微柵10包括一奈米碳管層110及設置於所述奈米碳管層110相對兩個表面的第一金屬層120及第二金屬層130。

所述奈米碳管層110為一薄膜狀結構，包括相對的第一表面111及第二表面113。所述奈米碳管層110包括至少一個奈米碳管膜。所述奈米碳管膜係由若干奈米碳管組成的自支撐結構。所述若干奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向係指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的大多數奈米碳管中每一奈米碳管與在延伸方向上相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力首尾相連。當然，所述奈米碳管膜中存在少數隨機排列 的奈米碳管，這些奈米碳管不會對奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。所述自支撐為奈米碳管膜不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該奈米碳管膜置於(或固定於)間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位於兩個支撐體之間的奈米碳管膜能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過奈米碳管膜中存在連續的通過凡得瓦力首尾相連延伸排列的奈米碳管而實現。

請一併參閱圖3，具體地，所述奈米碳管膜中基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管並非絕對的直線狀，可以適當的彎曲；或者並非完全按照延伸方向上排列，可以適當的偏離延伸方向。因此，不能排除奈米碳管膜的基本朝同一方向延伸的多數奈米碳管中並列的奈米碳管之間可能存在部份接觸。具體地，每一奈米碳管膜包括複數連續且擇優取向排列的奈米碳管片段。該複數奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連。每一奈米碳管片段包括複數基本相互平行的奈米碳管，該複數基本相互平行的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該奈米碳管膜中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述奈米碳管膜為從一奈米碳管陣列中拉取獲得。根據奈米碳管陣列中奈米碳管的高度與密度的不同，所述奈米碳管膜的厚度為0.5奈米~100微米。所述奈米碳管膜的寬度與拉取該奈米碳管膜的奈米碳管陣列的尺寸有關，長度不限。

請一併參閱圖4，所述奈米碳管結構可包括複數層疊設置的奈米碳管膜。當所述奈米碳管層110包括兩層或兩層以上層疊設置的 奈米碳管膜時，相鄰兩層奈米碳管膜之間通過凡得瓦力緊密結合，且相鄰兩層奈米碳管膜中的奈米碳管的排列方向可相同或不同。具體地，相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管之間具有一交叉角度α，且該α大於等於0度且小於等於90度。所述奈米碳管膜的結構及其製備方法請參見2008年8月16日公開的，公開號為200833862的台灣發明專利申請公開說明書。所述兩層以上的奈米碳管膜優選為層疊且交叉設置。所謂層疊且交叉設置即所述交叉角度α不等於0度。所述交叉角度α優選為90度。

由於複數奈米碳管膜層疊且交叉設置，不同層奈米碳管膜中的奈米碳管之間相互交織形成一網狀結構，使所述奈米碳管層110的機械性能增強，同時使該所述奈米碳管層110具有複數均勻且規則排布的微孔112，所述微孔112由間隔設置的奈米碳管形成，該微孔112的孔徑與奈米碳管膜的層數有關，層數越多，微孔112的孔徑越小。所述微孔112的孔徑可為1奈米~1微米。此外，該奈米碳管層110的厚度優選小於100微米。

所述奈米碳管層110也可以係由奈米碳管線組成的至少一個奈米碳管網狀結構，該奈米碳管網狀結構由至少一個奈米碳管線組成，且該至少一個奈米碳管線組成的網狀結構包括複數微孔，該微孔的尺寸可為1奈米~1微米。所述奈米碳管線由奈米碳管組成，該奈米碳管線可為一非扭轉的奈米碳管線或扭轉的奈米碳管線。

所述非扭轉的奈米碳管線包括大多數沿該非扭轉的奈米碳管線軸向方向排列的奈米碳管。非扭轉的奈米碳管線可通過將奈米碳管膜通過有機溶劑處理得到。所述奈米碳管膜包括複數奈米碳管片段，該複數奈米碳管片段通過凡得瓦力首尾相連，每一奈米碳管 片段包括複數相互平行並通過凡得瓦力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米-1毫米。具體地，可將揮發性有機溶劑浸潤所述奈米碳管膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，奈米碳管膜中的相互平行的複數奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，從而使奈米碳管膜收縮為一非扭轉的奈米碳管線。該揮發性有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。通過揮發性有機溶劑處理的非扭轉奈米碳管線與未經揮發性有機溶劑處理的奈米碳管膜相比，比表面積減小，黏性降低。

所述扭轉的奈米碳管線包括大多數繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排列的奈米碳管。該奈米碳管線可採用一機械力將所述奈米碳管膜兩端沿相反方向扭轉獲得。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡得瓦力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。

所述奈米碳管線及其製備方法請參見范守善等人於2002年11月5日申請的，2008年11月21日公告的，公告號為I303239的台灣專利；以及於2005年12月16日申請的，2009年7月21日公告的，公告號為I312337的台灣專利。

本實施例中，所述奈米碳管層110為兩層層疊設置的奈米碳管膜，且該兩層奈米碳管膜中的奈米碳管垂直交叉設置。

所述第一金屬層120設置於所述奈米碳管層110的第一表面111， 進一步，所述第一金屬層120通過奈米碳管層110中奈米碳管表面的懸掛鍵與所述奈米碳管層110鍵合，從而使得所述奈米碳管層110中的奈米碳管與所述第一金屬層120緊密結合。具體的，請一併參閱圖5，所述第一金屬層120可為一連續的結構，在所述第一表面111連續分佈，包括一第一支撐邊緣124及至少一第一通孔126，所述第一支撐邊緣124環繞所述第一通孔126設置。所述第一支撐邊緣124用以夾持並固定所述奈米碳管層110。該至少一個第一通孔126的形狀可以為圓形、四邊形、六邊形、八邊形、橢圓形等。所述第一金屬層120的厚度可為1微米至15微米。本實施例中，所述第一金屬層120的厚度為1微米。

具體地，所述第一金屬層120為一圓片狀多孔結構，該圓片狀多孔結構包括複數第一網格123及圍繞所述複數第一網格123的所述第一支撐邊緣124，且每一第一網格123內部形成一第一通孔126。進一步，所述第一支撐邊緣124與所述複數第一網格123為一體結構。所述第一通孔126的尺寸不限，可以為10微米~150微米。其中，所述“尺寸”係指第一通孔126的最大跨度。本實施例中，所述第一通孔126為圓形，且直徑為15微米。

所述複數第一網格123相互連接形成一網狀結構，所述複數第一通孔126以所述第一網格123為邊界相互間隔設置。具體的，所述複數第一通孔126可按照等間距排布，形成一具有多行多列的陣列，位於同一行的複數第一通孔126以等間距排列，位於同一列的複數第一通孔126也以等間距排列。相鄰第一通孔126之間的間距為相鄰的所述第一通孔126中心點之間的距離。可以理解，所述複數第一通孔126的形狀及排列方式不限於以上所舉，可根據 實際應用需求調整。本實施例中，所述複數第一通孔126均勻分佈於所述第一金屬層120表面，且相鄰的第一通孔126之間的間距為20微米。所述第一金屬層120的材料可以係銅、金、銀、鎳、鉬等材料。所述第一金屬層120的第一網格123可以通過蝕刻的方法形成。

本實施例中，所述第一金屬層120的外徑為3毫米，即所述第一支撐邊緣124的外徑為3毫米。該複數第一通孔126均勻分佈在所述第一金屬層120中。相鄰的第一通孔126之間的距離相等。該第一網格123與所述第一支撐邊緣124位於同一平面內。所述第一金屬層120的材料為銅。

所述第一金屬層120可通過電鍍的方式形成在所述奈米碳管層110的第一表面111。所述奈米碳管層110至少覆蓋部份第一通孔126，進一步，所述奈米碳管層110完全覆蓋所述全部第一通孔126。由於所述複數第一金屬層120具有複數第一網格123及複數第一通孔126，因此對應所述第一通孔126位置處的奈米碳管層110暴露出來，對應於所述第一網格123位置處的奈米碳管層110中的奈米碳管與所述第一金屬層120鍵合。所述奈米碳管層110的直徑為2.6毫米。所述奈米碳管層110設置於所述第一金屬層120的表面。具體地，所述奈米碳管層110至少覆蓋部份所述複數第一通孔126。

所述第二金屬層130設置於所述奈米碳管層110的第二表面113，從而使得所述奈米碳管層110夾持於所述第一金屬層120與第二金屬層130之間。所述第二金屬層130通過奈米碳管層110中奈米碳管表面的懸掛鍵與所述奈米碳管層110的第二表面113鍵合。進一 步，由於所述奈米碳管層110包括複數微孔112，對應於所述微孔112位置處的第一金屬層120及第二金屬層130貫穿所述微孔112，從而使得位於奈米碳管層110兩個表面的第一金屬層120與第二金屬層130貫穿所述微孔112，並且相互融合形成一體結構，將所述奈米碳管層110牢固的固定於第一金屬層120與第二金屬層130之間。所述第二金屬層130的厚度可為1微米至15微米，可與所述第一金屬層120的厚度相同或不同。本實施例中，所述第二金屬層130的厚度為10微米，從而進一步起到支撐所述奈米碳管層110的作用，增加透射電子顯微鏡微柵10的機械性能。

所述第二金屬層130與所述第一金屬層120的結構相同，可為一連續的結構。由於所述奈米碳管層110包括複數微孔112，對應於微孔112位置處的第二金屬層130貫穿所述奈米碳管層110並與所述第一金屬層120融合在一起。具體的，所述第二金屬層130包括一第二支撐邊緣134及複數第二網格133，每一第二網格133定義一第二通孔136。所述第二支撐邊緣134環繞所述第二網格133及第二通孔136設置。所述第二支撐邊緣134與所述第一支撐邊緣124對應設置於所述奈米碳管層110的兩個表面，該位置處的奈米碳管層110表面的奈米碳管夾持於所述第一支撐邊緣124與第二支撐邊緣134之間，並且分別與所述第一支撐邊緣124及所述第二支撐邊緣134通過奈米碳管表面的懸掛鍵鍵合在一起。另外，由於奈米碳管層110中包括複數微孔112，因此對應於微孔112位置處的第一支撐邊緣124與第二支撐邊緣134貫穿所述微孔122而接觸設置。

進一步，所述第二金屬層130中的複數第二網格133可與所述第一 金屬層120中的複數第一網格123可錯位設置或對應設置。本實施例中，所述第二金屬層130中的複數第二網格133與所述第一金屬層120中的複數第一網格123對應設置。具體的，所述奈米碳管層110的部份表面夾持於所述第一網格123與第二網格133之間，所述複數第一通孔126與所述複數第二通孔136一一對應，對應於第一通孔126位置處的奈米碳管層110同時通過第二通孔136暴露出來，從而在對應設置的第一通孔126及第二通孔136位置處，形成一貫穿所述奈米碳管層110的通道。也就係說，所述貫穿的第一通孔126及第二通孔136對應一個透射部，對應於第一通孔126及第二通孔136位置處的奈米碳管層110懸空設置，不與第一金屬層120或第二金屬層130接觸設置。所述第一金屬層120及第二金屬層130在第一通孔126和第二通孔136以外的位置穿過所述奈米碳管層的微孔相互融合形成一體結構。也就係說，所述奈米碳管層110部份被所述第一金屬層120和所述第二金屬層130夾持，部份懸空設置，所述奈米碳管層110被夾持的部份的奈米碳管與所述第一金屬層120和所述第二金屬層130通過懸掛鍵鍵合。

本實施例透射電子顯微鏡微柵10在應用時，將待觀察樣品盛放在所述奈米碳管層110表面，通過對應於第一通孔126及第二通孔136的電子透射部觀測該樣品，實現對奈米顆粒樣品的觀測。

本發明提供的透射電子顯微鏡微柵，奈米碳管層通過奈米碳管表面的懸掛鍵與所述第一金屬層及第二金屬層結合，並且牢固的夾持於第一金屬層及第二金屬層之間，使得所述奈米碳管層牢固的固定於二者之間，有效的避免了奈米碳管在盛放待測樣品及觀測的過程中脫落或漂移，從而避免對樣品造成污染，提高的觀測的 精確。進一步，所述樣品可通過奈米碳管層110中的奈米碳管的吸附作用被穩定地吸附在奈米碳管管壁表面，從而牢固的固定在透射電子顯微鏡微柵中，避免樣品在觀測過程中樣品的漂移，進一步提高了觀測精度。

請一併參閱圖6，本發明還提供一種透射電子顯微鏡微柵10的製備方法，包括以下步驟：步驟S10，提供一奈米碳管層110，所述奈米碳管層110包括相對的第一表面111及第二表面113；步驟S11，在所述奈米碳管層110的第一表面111電鍍一第一金屬層120，在所述奈米碳管層110的第二表面113電鍍一第二金屬層130；及步驟S12，蝕刻所述第一金屬層120及第二金屬層130，形成複數第一通孔126及第二通孔136相對設置。

在步驟S10中，所述奈米碳管層110可設置於一基板(圖未示)的表面，也可通過一固定框懸空設置，從而使所述奈米碳管層110在後續的溶液中能夠懸空設置。所述基板可為絕緣基板或導電基板。由於所述奈米碳管層110為一自支撐結構，因此可通過間隔設置的支撐體支撐，將所述奈米碳管層110懸空設置。所述奈米碳管結構可包括複數層疊設置的奈米碳管膜，所述複數奈米碳管膜層疊且交叉設置，不同層奈米碳管膜中的奈米碳管之間相互交織形成一網狀結構。每一奈米碳管膜包括複數奈米碳管，所述複數奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。所述擇優取向係指在奈米碳管膜中大多數奈米碳管的整體延伸方向基本朝同一方向。而且 ，所述大多數奈米碳管的整體延伸方向基本平行於奈米碳管膜的表面。進一步地，所述奈米碳管膜中多數奈米碳管係通過凡得瓦力首尾相連。所述奈米碳管層110包括複數微孔112，所述複數微孔112沿垂直於奈米碳管層110厚度的方向貫穿所述奈米碳管層110。本實施例中，所述奈米碳管層110通過一固定框懸空設置。

在步驟S11中，所述第一金屬層120通過電鍍的方式形成在所述奈米碳管層110的第一表面111。具體的，所述第一金屬層120的電鍍方法包括如下步驟：步驟S111，提供一含有金屬離子的溶液；步驟S112，將所述奈米碳管層110浸入所述溶液中，所述奈米碳管層110的第一表面111及第二表面113暴露於溶液中，並與溶液中的一電極片平行且間隔設置；步驟S113，在所述奈米碳管層110與所述電極片之間形成一電勢差，使金屬離子還原為金屬並電鍍在所述奈米碳管層110的第一表面111及第二表面113，形成所述第一金屬層120及第二金屬層130。

在步驟S111中，含有金屬離子的溶液的形成方法不限，只要保證所述溶液中能夠形成金屬離子即可。所述金屬離子的濃度可根據所需第一金屬層120及第二金屬層130的厚度等實際需要進行選擇。本實施例中，所述溶液通過將硫酸銅溶解於水中的方式形成銅離子溶液。

在步驟S112中，所述奈米碳管層110與所述電極片間隔設置，所述間隔距離為可為0.5厘米~3厘米，也可根據實際需要進行選擇 。所述電極片包括惰性石墨電極片、鉑電極片、不銹鋼電極片及層狀奈米碳管結構，其面積大於等於奈米碳管薄膜的面積。所述電極片起到電極的作用，只要導電性好，且具有惰性即可滿足要求。本實施例中，所述電極片為銅片，且所述銅片的面積大於所述奈米碳管層110的面積。

在步驟S113中，在奈米碳管層110與電極片之間形成一電勢差，並使電極片與電源正極相連作陽極，奈米碳管層110與電源負極相連作陰極，金屬離子在作為陰極的奈米碳管層110上發生還原反應，形成金屬顆粒並附著在所述奈米碳管的管壁上。另外，在電鍍的過程中，所述奈米碳管層110中奈米碳管的表面形成複數懸掛鍵，使得所述金屬顆粒通過所述奈米碳管的懸掛鍵與所述奈米碳管緊密結合。進一步，所述金屬顆粒在所述奈米碳管層110的表面彼此相互連結，形成一連續的結構，從而使第一金屬層120及第二金屬層130均為一連續的結構。另外，部份金屬離子還原為金屬顆粒附著在所述微孔112位置處的奈米碳管表面，並使得第一金屬層120與第二金屬層130在該微孔112位置處相互融合形成一體結構。

所述在陽極與陰極之間形成電勢差的方法包括在陽極與陰極之間施加恒流、恒壓或掃描電勢等。本實施例中，在正電極與負電極之間形成電勢差的方法為施加恒壓，陽極與陰極之間施加的電壓為0.5~1.2伏特，時間為0.5小時~4小時。

進一步，在步驟S112中，所述第一金屬層120及第二金屬層130也可分步形成，具體的，也可先將所述奈米碳管層110的第二表面113貼附於一基板(圖未示)，僅使第一表面111暴露在金屬離子 溶液中，先在第一表面111電鍍形成第一金屬層120；然後再將電鍍有第一金屬層120的奈米碳管層110反轉，使所述奈米碳管層110的第二表面113暴露在金屬離子溶液中，並與所述電極片相對設置，然後在第二表面113電鍍所述第二金屬層130。

進一步，在電鍍第二金屬層130的過程中，部份第二金屬層130貫穿所述微孔112，從而與所述第一金屬層120接觸並形成一體結構，將所述奈米碳管層110夾持於所述第一金屬層120與第二金屬層130之間。可以理解，由於所述奈米碳管層110浸入所述金屬離子溶液中，因此，所述金屬離子同時在所述奈米碳管層110的第一表面111及第二表面113電鍍，即所述第二金屬層130與所述第一金屬層120可同時形成。

進一步，電鍍形成所述第二金屬層130之後，還可以進一步包括一採用清洗溶液清洗並烘乾所述奈米碳管層110、所述第一金屬層120及第二金屬層130的步驟，以去除殘留的其他雜質，並使第一金屬層120及第二金屬層130更加牢固的鍵合於所述奈米碳管層110的表面。

在步驟S13中，所述複數第一通孔126及第二通孔136可通過物理蝕刻或化學蝕刻的方法形成。本實施例中，所述第一通孔126及第二通孔136均通過化學蝕刻的方法形成。請一併參閱圖7，所述第一通孔126及第二通孔136的蝕刻方法包括如下步驟：步驟S131，提供一光罩層150，所述光罩層150具有複數通孔151；步驟S132，將所述光罩層150貼附於所述第二金屬層130的表面， 對應於通孔151位置處的第二金屬層130暴露出來；步驟S133，在光罩層150的作用下蝕刻所述第二金屬層130及第一金屬層120，形成所述複數第二通孔136及第一通孔126；步驟S134，去除所述光罩層150。

在步驟S131中，所述光罩層150的材料可根據所述第一金屬層120及第二金屬層130的材料進行選擇，以保證在蝕刻過程中不會被蝕刻，同時使得未暴露的第二金屬層130的表面得到保護。本實施例中，所述光罩層150的材料為光刻膠。

在步驟S132中，在所述光罩層150的保護之下，對應與通孔151位置處的第二金屬層130暴露出來，而其他位置處的第二金屬層130則被所述光罩層150掩蓋而得到保護。

在步驟S133中，可利用一酸性溶液對所述第二金屬層130及第一金屬層120進行腐蝕，從而將對應於通孔151位置處的第二金屬層130及第一金屬層120去除，形成所述第二通孔136及所述第一通孔126。所述酸性溶液可為鹽酸、硫酸、硝酸等。本實施例中，所述酸性溶液為鹽酸。

由於所述奈米碳管層110包括複數微孔112，因此當對應於通孔151位置處的第二金屬層130被腐蝕形成第二通孔136之後，所述酸性溶液會貫穿所述微孔112，再對所述第一金屬層120進行蝕刻，形成第一通孔126，並且所述第二通孔136、第一通孔126均對應於所述通孔151的位置。進一步，在蝕刻的過程中，所述奈米碳管層110基本不會受到所述酸性溶液的影響。

可以理解，為更好地保護第一金屬層120，也可在第一金屬層120 暴露出來的表面設置一第二光罩層(圖未示)，且所述第二光罩層中的通孔與所述第一光罩層150中的通孔151一一對應相對設置於所述奈米碳管層110的兩個表面。

本發明實施例提供的透射電子顯微鏡微柵的製備方法具有以下優點：通過電鍍的方式在所述奈米碳管層的表面形成第一金屬層及第二金屬層，能夠使所述第一金屬層及第二金屬層牢固的鍵合於所述奈米碳管層的表面，從而避免在後續應用中奈米碳管的漂移或脫落；進一步，通過在所述奈米碳管層的兩個表面電鍍第一金屬層及第二金屬層，使得所述第一金屬層與第二金屬層能夠貫穿所述奈米碳管層而牢固的結合在一起，並將奈米碳管層夾持於二者之間，進一步避免了所述奈米碳管從所述第一金屬層及第二金屬層中漂移或脫落。

請一併參閱圖8，本發明第二實施例提供一種透射電子顯微鏡微柵10的製備方法，包括如下步驟：步驟S20，提供一第一金屬層120；步驟S21，提供一奈米碳管層110，所述奈米碳管層110包括相對的第一表面111及第二表面113，將所述奈米碳管層110的第一表面111貼附於所述第一金屬層120的表面；步驟S22，在所述奈米碳管層110的第二表面113電鍍一第二金屬層130；及步驟S23，蝕刻所述第一金屬層120及第二金屬層130，形成複數第一通孔126及第二通孔136相對設置。

本發明第二實施例提供的透射電子顯微鏡微柵10的製備方法與第 一實施例基本相同，其不同在於，先將所述奈米碳管層110的第一表面111與所述第一金屬層120貼附，然後再在第二表面113電鍍第二金屬層130。

在步驟S21中，所述第一金屬層120與所述奈米碳管層110緊密結合，所述第一金屬層120起到支撐所述奈米碳管層110的作用，所述第一金屬層120的厚度可為10微米，從而使得所述透射電子顯微鏡微柵10具有一定的機械強度。

在步驟S22中，所述第二金屬層130的電鍍的過程中，對應微孔112位置處的第二金屬層130將貫穿所述奈米碳管層110的微孔112，並與所述第一金屬層120融合在一起，使所述奈米碳管層110牢固的固定與所述第一金屬層120與第二金屬層130之間。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧透射電子顯微鏡微柵

110‧‧‧奈米碳管層

120‧‧‧第一金屬層

130‧‧‧第二金屬層

Claims (12)

1. 一種透射電子顯微鏡微柵，包括依次層疊設置的第一金屬層、奈米碳管層及第二金屬層，其改進在於，所述奈米碳管層夾持於所述第一金屬層及第二金屬層之間，所述奈米碳管層包括複數奈米碳管，該複數奈米碳管通過懸掛鍵與所述第一金屬層及第二金屬層鍵合，所述第一金屬層具有複數第一通孔，所述第二金屬層具有複數第二通孔，所述複數第二通孔與所述複數第一通孔一一對應分佈於所述奈米碳管層相對的兩個表面，且所述奈米碳管層相對的兩個表面分別通過所述複數第一通孔和複數第二通孔部份暴露。
2. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述奈米碳管層為一自支撐結構，由所述複數奈米碳管組成，至少部份奈米碳管間隔設置形成複數微孔。
3. 如請求項2所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述第一金屬層及第二金屬層在第一通孔和第二通孔以外的位置穿過所述奈米碳管層的微孔相互融合形成一體結構。
4. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述奈米碳管層在對應所述第一通孔和第二通孔位置處懸空設置。
5. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述對應設置的一個第一通孔及一個第二通孔形成一個貫穿所述奈米碳管層的通道。
6. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述奈米碳管層為一自支撐結構，包括複數層疊且交叉設置的奈米碳管膜，所述複數奈米碳管膜之間通過凡得瓦力結合，每一奈米碳管膜包括複數奈米碳管沿同一方向擇優取向排列，相鄰的奈米碳管膜中的奈米碳管之間具有一交叉角度α ，且該α大於0度且小於等於90度。
7. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述第一金屬層的厚度與所述第二金屬層的厚度分別為1微米至15微米。
8. 如請求項1所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述奈米碳管層部份被所述第一金屬層和所述第二金屬層夾持，部份懸空設置，所述奈米碳管層被夾持的部份的奈米碳管與所述第一金屬層和所述第二金屬層通過懸掛鍵鍵合。
9. 一種透射電子顯微鏡微柵，包括：一奈米碳管層，該奈米碳管層具有相對的兩個表面，該奈米碳管層包括複數奈米碳管；一第一金屬層和一第二金屬層分別設置在該奈米碳管層相對的兩個表面；其中，所述奈米碳管層部份位置被所述第一金屬層和所述第二金屬層夾持，部份位置通過所述第一金屬層和第二金屬層暴露在外，在夾持位置處，所述奈米碳管層中的奈米碳管通過懸掛鍵與所述第一金屬層及第二金屬層鍵合。
10. 如請求項9所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述第一金屬層和第二金屬層分別為連續的結構。
11. 如請求項9所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述奈米碳管層為一自支撐結構，至少部份奈米碳管間隔設置形成複數微孔，在夾持位置處，所述第一金屬層及第二金屬層穿過所述奈米碳管層的微孔相互融合形成一體結構。
12. 如請求項9所述的透射電子顯微鏡微柵，其中，所述第一金屬層具有複數第一通孔，所述第二金屬層具有複數第二通孔，所述複數第二通孔與所述複數第一通孔一一對應分佈於所述奈米碳管層相對的兩個表面，使所述奈米碳管層部份暴露在外。