[发明专利]利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法

权利要求书

1.一种利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S1：镂空衬底的选取与处理；

步骤S2：镂空衬底在载物支撑基底上的放置；

步骤S3：将光刻胶滴到具有镂空衬底的载物支撑基底上；

步骤S4：将步骤S3中准备好的具有光刻胶的镂空衬底载物支撑基底固定在激光直写设备的样品架上，然后将样品架放置在设备的样品台上；采用图形编辑软件设计所需要的三维中空微纳米结构图形或数据，将编写的图形或数据文件导入激光直写系统中；设定曝光参数，对光刻胶进行激光直写扫描曝光；将曝光后的结构体系进行显影、定影、并用氮气吹干，得到镂空衬底上的光刻胶聚合物三维中空微纳米结构；

步骤S5：对步骤S4得到的光刻胶聚合物三维中空微纳米结构进行表面功能化，在其上形成所需的表面功能层，获得镂空衬底上的三维中空微纳米功能结构；

步骤S6：将步骤S5所制备的带有功能层的光刻胶聚合物三维中空微纳米结构整体放入到能溶解步骤S2中所使用的光刻胶的溶液中，使光刻胶溶脱，只保留表面功能层，得到修饰的三维中空微纳米功能结构；或采用离子束或电子束设备在三维中空微纳米功能结构的两个表面上制备周期性的微纳米图形，或调整三维中空微纳米功能结构表面的粗糙度，得到修饰的三维中空微纳米功能结构。

2.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S1中所使用的镂空衬底的材质是金属、半导体或绝缘体中的一种材质；镂空衬底的网格形状是规则的形状或不规则的任意形状，所述规则的形状是圆形、方形、三角形；网格尺寸为亚毫米到纳米级；网格周期为毫米到数十纳米级，网格周期有序或无序。

3.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S2中所述的载物支撑基底需要根据激光光束的入射方式选取，若激光直写系统的光束是自下而上入射的，当光刻胶朝上放置时，要求载物支撑基底对所用的激光波长透过。

4.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S3中光刻胶是一种负性光刻胶，包括IP-L液体负光刻胶或者SU-8负光刻胶。

5.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S4所采用的激光直写系统激光入射是从上往下入射，或是从下往上入射的模式；激光束对图形的扫描曝光途径需要遵行从光刻胶与网格结构的界面处往光刻胶的表面处扫描。

6.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S5中功能化所用的材料是金属、介质、半导体中的一种或几种的结合使用；功能化的材料的生长方式是采用蒸发或溅射或沉积或电镀或化学渡，异或是几种方法的结合使用。

7.如权利要求1所述利用激光直写制备三维中空微纳米功能结构的方法，其特征在于，步骤S6中对中空微纳米功能结构的内外两面进行溶脱处理与表面修饰处理，并在表面进一步加工微纳米结构图形，或对表面功能层进行表面粗糙化或抛光处理。