[发明专利]基于力调制微刻划/微压痕过程制备拉曼增强基底上阵列微纳米结构的实验装置及方法

权利要求书

1.一种基于力调制微压痕过程制备拉曼增强基底上阵列微纳米结构的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

（1）以幅值为A、周期为f的周期信号为设定的金刚石探针施加到样品上的力的信号，信号频率范围为5-10Hz，信号类型为三角波或正弦波；

金刚石探针以一个初始垂直载荷压入样品表面后，同时启动垂直载荷周期性变化的微压痕过程，宏动精密工作台带动样品以V_y的速度作匀速进给运动，调整力的调制信号周期与V_y的匹配关系，从而在样品表面上加工出一行点阵结构，其中：

金刚石探针由纳米精度工作台经过力传感器带动进行Z向的运动；

金刚石探针与样品之间的力信号由Z向精密移动台控制器上下移动控制；

样品由XY向精密移动控制器经过宏动精密工作台带动在X-Y平面内做二维运动；

（2）一行点阵加工结束后，由宏动精密工作台带动样品沿X向做步进进给；

（3）重复步骤（1）和（2），加工过程中探针的垂直载荷实时改变，实现由二维点阵重叠而形成的二维阵列微纳结构的加工。

2.根据权利要求1所述的基于力调制微压痕过程制备拉曼增强基底上阵列微纳米结构的方法，其特征在于所述样品的材料为金属材料、聚合材料、玻璃或半导体材料。

3.一种基于力调制微刻划过程制备拉曼增强基底上阵列微纳米结构的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

（1）以L1、L2为两条相邻沟槽的周期性力信号值，以幅值为A、周期为f的周期信号为设定的金刚石探针施加到样品上的力的信号，信号频率范围为5-10Hz，信号类型为三角波或正弦波；

（2）金刚石探针压入样品表面后，以L1为沟槽的周期性力信号值，宏动精密工作台带动样品沿着Y方向以速度V_y在样品表面上进行沟槽的刻划，加工到要求的长度后，Y向工作台停止运动，得到第一条微沟槽，其中：

金刚石探针由纳米精度工作台经过力传感器带动进行Z向的运动；

金刚石探针与样品之间的力信号由Z向精密移动台控制器上下移动控制；

样品由XY向精密移动控制器经过宏动精密工作台带动在X-Y平面内做二维运动；

（3）宏动精密工作台带动样品沿着X方向步进进给，再以L2为沟槽的周期性力信号值，加工第二条微沟槽；

（4）以步骤（2）和（3）为一变化周期，通过改变垂直载荷、沟槽的间距实现沟槽的叠加，完成周期性结构的加工。

4.根据权利要求3所述的基于力调制微刻划过程制备拉曼增强基底上阵列微纳米结构的方法，其特征在于所述样品的材料为金属材料、聚合材料、玻璃或半导体材料。