一种纳米光栅的制作方法

摘要

本发明公开了纳米光栅的制作方法，在光学玻璃表面上镀一层导电薄膜，构成光栅基体，薄膜厚度范围为30nm～90nm；将光栅基体固定在纳米进给工作台上，用扫描隧道显微测量装置在受控状态下带动探针沿Y轴方向运动，扫描隧道显微测量装置的脉冲电压发生器产生脉冲电压，经执行器施加在探针上，对光栅基体进行刻线加工；当一条栅线的刻线加工完成后，光栅基体向X轴方向移动量为10nm～80nm，重复前述刻线加工过程，在光学玻璃表面上制得纳米光栅。本发明采用STM纳米加工技术及STM电子束光刻技术制作具有纳米级线宽的光栅，实现光栅的纳米测量；由于探针与抗蚀膜的距离只有几纳米，加上探针尖端的直径很小，只有一个至数个原子，所以曝光只需通过与一次电子束的相互作用就可产生，克服了二次电子与背散射电子相互作用引起的分辨率降低的缺点，能获得更精细的20mm宽的线条。

主权项

一种纳米光栅的制作方法用的扫描隧道显微测量装置，包括基座(1)，在基座(1)上设置可移动的纳米进给工作台(2)，在光学玻璃表面上镀一层导电薄膜，薄膜厚度范围为30nm～90nm，构成光栅基体(15)，光栅基体(15)设置在纳米进给工作台(2)上；其特征是：微进给机构(11)设置在基座(1)上，微进给机构(11)能在受控状态下移动，产生一定的位移；连接杆(10)连接在微进给机构(11)上，位于光栅基体(15)上方的探针(14)连接在连接杆(10)上，微进给机构(11)通过连接杆(10)驱动探针(14)向光栅基体(15)移动；在探针(14)与光栅基体(15)之间，设置隧道偏压电路(3)，信号采集系统(4)连接在隧道偏压电路(3)上，信号采集系统(4)经信号处理系统(5)与计算机(6)连接，采集到的隧道电流信号输送到信号处理系统(5)内进行处理、计算，输入到计算机(6)内；计算机(6)的输出端与微进给机构(11)的控制器连接，计算机(6)发出信号控制微进给机构(11)，使探针(14)与光栅基体(15)之间的间隙d保持恒定；脉冲电压发生器(7)与执行器(8)连接，脉冲电压发生器(7)产生的脉冲电压经执行器(8)施加在探针(14)上进行刻线加工；脉冲电压发生器(7)、压电陶瓷驱动器(9)与计算机(6)的输出端连接，受计算机(6)输出的信号控制；压电陶瓷驱动器(9)与压电陶瓷管(13)连接，探针(14)与压电陶瓷管(13)连接，计算机(6)控制压电陶瓷驱动器(9)控制压电陶瓷管(13)沿Y轴方向运动，带动探针(14)沿Y轴方向完成整条栅线的加工；当一条栅线的加工完成后，在计算机(6)的控制下，纳米进给工作台(2)向X轴方向移动，移动位移量为10nm～80nm，移动到位后固定，重复前述刻线加工过程，在光学玻璃表面上制得纳米光栅。