本公開涉及納米材料加工,更具體地,涉及一種靜電吸附微探針及其制備方法。
背景技術:
1、隨著納米科技的飛速發展,納米材料在電子、能源、生物醫學等領域展現出了巨大的應用潛力。這些應用往往需要將納米材料精確地轉移到特定的基底或與其他材料進行組裝,以實現特定的功能和性能。目前,納米材料的轉移與組裝方法包括機械轉移、光學鑷子、靜電吸附等。其中,靜電吸附技術因其操作簡便、成本低、適用范圍廣等優點,受到廣泛關注。
2、然而,現有的基于靜電吸附原理的設備或方法仍存在一些問題和不足。現有的靜電吸附裝置往往難以實現對納米材料的精確控制和定位,導致組裝精度不高,無法滿足一些高精度納米器件的制造需求。
技術實現思路
1、(一)要解決的技術問題
2、本公開提供了一種靜電吸附微探針及其制備方法,用于至少部分解決上述技術問題之一。
3、(二)技術方案
4、根據本公開的第一個方面,提供一種靜電吸附微探針,包括:針尖,包括片狀金屬電極組,片狀金屬電極組通電后形成電場,電場用于吸附目標材料;電學連接接口,用于連接外部電源,外部電源用于控制片狀金屬電極組的電壓,以在針尖形成電場。
5、可選地,片狀金屬電極組由3個金屬電極構成,3個金屬電極平行設置,各金屬電極的寬度相同。
6、可選地,電學連接接口的數量與金屬電極數量相同,每一金屬電極對應一個電學連接接口,在3個金屬電極中施加不同電壓,形成用于吸附目標材料的電場。
7、可選地,在片狀金屬電極組中位于中間位置的金屬電極施加高電壓,在片狀金屬電極組中其他的金屬電極施加低電壓,以在電極之間形成電場。
8、可選地,將通電后的針尖靠近目標材料,電場與目標材料之間產生靜電吸附力,將目標材料吸附在針尖上。
9、可選地,還包括絕緣層,絕緣層用于包裹片狀金屬電極組。
10、可選地,金屬電極之間平行排列,金屬電極的寬度為1.8μm~2.2μm,金屬電極的厚度不同,位于中間位置的金屬電極厚度為0.4μm~0.6μm,其余金屬電極的厚度為0.1μm~0.3μm。
11、可選地,金屬電極的材料為銅。
12、可選地,絕緣層的材料為二氧化硅或氮化硅。
13、根據本公開的第二個方面,提供一種靜電吸附微探針的制備方法,包括:基于等離子增強化學氣相沉積技術生長絕緣層;在絕緣層表面制備第一金屬電極;在第一金屬電極表面沉積絕緣層,重復以上步驟直至得到片狀金屬電極組;在片狀金屬電極組表面沉積絕緣層,使絕緣層覆蓋片狀金屬電極組;利用光刻圖形化技術刻蝕絕緣層,得到靜電吸附微探針。
14、(三)有益效果
15、本公開提供的靜電吸附微探針至少包括以下有益效果:
16、能夠精確控制和定位尺寸在微米以下的納米材料,提高納米材料轉移和組裝的精確性、穩定性和效率,滿足高精度納米器件的制造需求。且適用于各種形狀和表面性質的納米材料,包括導電、半導電、絕緣材料以及非導磁材料等,提升靜電吸附的應用場景,滿足不同納米材料的轉移和組裝需求。
1.一種靜電吸附微探針,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的靜電吸附微探針,其特征在于,所述片狀金屬電極組由3個金屬電極構成,所述3個金屬電極平行設置,各金屬電極的寬度相同。
3.根據權利要求2所述的靜電吸附微探針,其特征在于,所述電學連接接口的數量與所述金屬電極數量相同,每一金屬電極對應一個電學連接接口,在所述3個金屬電極中施加不同電壓,形成用于吸附目標材料的電場。
4.根據權利要求3所述的靜電吸附微探針,其特征在于,在所述片狀金屬電極組中位于中間位置的金屬電極施加高電壓,在所述片狀金屬電極組中其他的金屬電極施加低電壓,以在電極之間形成電場。
5.根據權利要求1所述的靜電吸附微探針,將通電后的針尖靠近所述目標材料,所述電場與所述目標材料之間產生靜電吸附力,將所述目標材料吸附在針尖上。
6.根據權利要求1所述的靜電吸附微探針,還包括:
7.根據權利要求2所述的靜電吸附微探針,所述金屬電極之間平行排列,所述金屬電極的寬度為1.8μm?~2.2μm,所述金屬電極的厚度不同,位于中間位置的金屬電極厚度為0.4μm~0.6μm,其余金屬電極的厚度為0.1μm?~0.3μm。
8.根據權利要求7所述的靜電吸附微探針,其特征在于,所述金屬電極的材料為銅。
9.根據權利要求6所述的靜電吸附微探針,其特征在于,所述絕緣層的材料為二氧化硅或氮化硅。
10.一種靜電吸附微探針的制備方法,用于制備權利要求1~9中任一項靜電吸附微探針,其特征在于,所述方法包括: