采用AFM探针纳米刻划加工复杂三维微纳米结构的方法

摘要

采用AFM探针纳米刻划加工复杂三维微纳米结构的方法，属于微纳米结构加工领域。为了解决复杂三维微纳米结构加工问题，所述装置包括AFM、X方向精密工作台、Y方向精密工作台，X方向精密工作台底座固连在Y方向精密工作台的滑块上，X方向定位工作台的滑块进行X方向运动，Y方向精密工作台底座固连在AFM样品台上，Y方向定位工作台的滑块进行Y方向运动。本发明提出的三种方法分别通过对同一套商用AFM以及高精度定位平台系统的不用控制和参数设置，实现采用AFM探针纳米刻划技术加工复杂三维微纳米结构的加工。本发明能够在较低成本下解决复杂三维微纳米结构的加工问题，且方法简单，装置及加工实现成本相对较低。

主权项

一种采用AFM探针纳米刻划加工复杂三维微纳米结构的方法，所述方法采用AFM探针纳米刻划加工复杂三维微纳米结构的装置实现的，所述装置包括AFM、X方向精密工作台、Y方向精密工作台、二维高精度定位平台控制器、控制计算机、AFM控制器和控制电脑，X方向精密工作台底座固连在Y方向精密工作台的滑块上，Y方向精密工作台底座固连在AFM样品台上；二维高精度定位平台控制器与X方向精密工作台和Y方向精密工作台相连，控制计算机与二维高精度定位平台控制器相连，AFM与AFM控制器和控制电脑依次连接；所述X方向精密工作台与Y方向精密工作台都是毫米尺度、纳米级定位精度的位移台；其特征在于所述方法步骤如下：通过对AFM探针的扫描陶管的编程控制，实现对扫描陶管移动位置和移动速度的控制，即可加工出任意所需要得到的几何图案，同时与X方向精密工作台进行速度的匹配实现不同几何图案叠加的纳米通道的加工,（1）AFM系统在接触模式下进行工作，根据加工要求设置扫描参数；然后AFM探针以一定载荷逼近样品表面，并且通过控制扫描陶管施加到AFM探针的载荷保持恒定；通过设置扫描参数控制AFM探针的运动轨迹，当AFM探针到达一个完整加工结构的终点时，AFM探针立即从终点返回坐标系原点；（2）X方向精密工作台以恒定速度运动，AFM系统与X方向精密工作台同时运动，通过AFM探针持续扫描与X方向精密工作台的共同运动作用，加工不同几何形状的复杂叠加结构；（3）当所有循环运动完成后，X方向精密工作台停止运动，移动Y方向精密工作台到指定加工位置，重复步骤（1）和（2）进行下一个复杂三维结构的加工；（4）重复步骤（3），直至完成所有加工。