[发明专利]一种微纳孔阵列的加工装置

说明书

一种微纳孔阵列的加工装置，包括支撑架、激光装置、真空反应装置、磁场装置和操作台；真空反应装置包括反应装置、吸附机构、真空导气管和真空泵；反应装置包括上盖、反应盒体和底盘；反应盒体安装于激光装置的正下方，其侧壁通过真空导气管连接真空泵；底盘安装于反应盒体的底部，其表面开设有环形凹槽，其底部开设有通孔；吸附机构包括吸附底盘和压力调节器；吸附底盘安装于底盘的底部，其顶部接通于通孔；压力调节器一端连接于吸附底盘，另一端连接真空泵；本发明提出的微纳孔阵列的加工装置，通过结构的优化设计，实现能够采用微纳复合结构金属粒子进行微纳米加工的方式，提高加工的稳定性，提高加工质量的可控性。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种微纳孔阵列的加工装置。

背景技术

微纳孔阵列广泛存在于微流控芯片、生物芯片及微电子器件中。随着微纳加工技术的不断提高，使加工结构尺寸更小、精度要求更高的微纳结构得以实现。如用于DNA单分子分析的固态纳米孔就是典型案例之一。与DNA单分子分析工作中常用的生物纳米孔相比，固态纳米孔在化学、热学、力学稳定性等方面具有明显优势，并可通过常规的微纳加工技术制成，这样既可以实现纳米孔的大规模加工，又可以精确控制其孔径。因此，众多研究小组持续关注固态纳米孔的加工过程，并研究生物分子在固态纳米孔中的运动过程。

金纳米粒子或金纳米棒上的载流电子在受到可见光及近红外光照射时会产生连续震荡的现象，导致金纳米粒子或金纳米棒表面形成局部等离子体共振。这种表面局部等离子体共振会以辐射和非辐射的形式逐渐衰退，后者能够加热微小的粒子，并形成热点，最高温度可超过2000℃。这一效应，已经被应用在玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯等材料上加工纳米孔。

但是，仍面临着如下难题：要实现金纳米粒子尽可能高效地吸收光的能量并产生能够消除材料的高温热点，要求粒子的直径必须远小于光的波长。因此，目前多采用直径为10nm～100nm的金纳米粒子进行加工。对应地，加工所形成的纳米孔的直径也被严格限制在10nm～100nm。此外，由于加工中纳米粒子收到基材蒸发的影响，其运动轨迹具有一定的随机性。如何控制加工中的金纳米粒子的运动轨迹进而加工出形状可控的微纳孔阵列极具挑战。

通过需外加物理场引导纳米粒子定向移动，进而实现形状可控的微纳孔阵列的高效加工是一种可行的手段。然而，想要能够实现以金、银或铝包裹的微纳复合结构金属粒子进行微纳米加工的方式，目前仍没有一个可实现该功能的成套刻蚀设备，因此亟需进一步对现有的加工微纳孔阵列的加工装置的改进优化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种微纳孔阵列的加工装置，通过进行结构的优化设计，以实现能够采用微纳复合结构金属粒子进行微纳米加工的方式，提高加工的稳定性，以及提高加工质量的可控性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种微纳孔阵列的加工装置，包括支撑架、激光装置、真空反应装置、磁场装置和操作台；所述激光装置安装于所述支撑架上；所述真空反应装置包括反应装置、吸附机构、真空导气管和真空泵；

所述反应装置包括上盖、反应盒体和底盘；所述上盖盖于所述反应盒体的顶部；反应盒体安装于所述激光装置的正下方，且其侧壁通过所述真空导气管连接真空泵；所述底盘安装于所述反应盒体的底部，并且其表面开设有若干个同心环形凹槽，所述环形凹槽底部均匀开设有通孔；所述吸附机构包括吸附底盘和压力调节器；所述吸附底盘安装于所述底盘的底部，所述吸附底盘的顶部接通于所述通孔；所述压力调节器的一端连接于所述吸附底盘侧边，另一端通过所述真空导气管连接真空泵；

所述激光装置、压力调节器、真空泵分别与所述操作台电气连接；所述磁场装置安装于所述反应装置的下方。