[发明专利]一种悬空纳米线机械手批量制备方法

权利要求书

1.一种悬空纳米线机械手批量制备方法，其特征在于，包括：基于IPSLS平面固液固生长模式制备得到生长于光刻定义的坡面台阶边缘的纳米线阵列，而后在生长有硅纳米线的衬底上旋涂一层环氧树脂胶体，并进行光刻图案的操作，再用湿法刻蚀除去衬底表面的非晶硅介质层，使得粘住纳米线阵列的环氧树脂胶体薄膜悬浮于溶液表面，与乙醇充分置换后利用干燥技术，即可制备得到自组装的悬空纳米线机械手阵列。

2.根据权利要求1所述一种悬空纳米线机械手批量制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)利用光刻技术在衬底上定义引导沟道台阶的位置，再利用电感耦合等离子体刻蚀或者反应离子体刻蚀技术刻蚀衬底上的非晶硅介质层形成引导沟道台阶；

2)在斜坡台阶的中间部分，预先沉积金属催化层，作为催化纳米线的起点，而后在高温条件下通过还原性气体的等离子体作用处理衬底表面预先沉积的金属催化层，将其还原成分散的催化金属纳米液滴；

3)降低温度到金属催化液滴熔点以下，在衬底表面沉积一层非晶硅薄膜作为前驱体，再升高温度以使金属催化液滴重新融化，使其在退火的过程中吸收非晶硅介质的同时在其后端析出晶硅纳米线，从而引导平面硅纳米线的生长；

4)在生长有硅纳米线的衬底上直接旋涂环氧树脂胶体，并进行光刻，形成开孔的可自支撑的有机薄膜；

5)利用湿法刻蚀技术，将粘住纳米线结构的环氧树脂胶体薄膜脱离衬底，粘住纳米线结构的环氧树脂胶体薄膜脱离衬底后浮在氢氟酸溶液表面，形成悬空的纳米线机械手结构阵列；

6)将粘有悬空纳米线阵列的环氧树脂胶体薄膜从氢氟酸溶液中转移至乙醇中充分置换，并将转移后的悬空纳米线结构阵列放入超临界干燥仪中进行干燥，通过临界点干燥法消除溶液表面张力的影响，保持纳米线机械手的原貌，最后得到批量的悬空纳米线机械手。

3.根据权利要求2所述一种悬空纳米线机械手批量制备方法，其特征在于，所述金属催化层的厚度在1～300nm范围内。

4.根据权利要求2所述一种悬空纳米线机械手批量制备方法，其特征在于，所述金属纳米液滴的直径在10～1000nm范围内。

5.根据权利要求2所述一种悬空纳米线机械手批量制备方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：在低于催化金属液滴熔点的温度下，通过CVD或者PVD沉积技术，在表面覆盖一层或多层与所需要生长纳米线成分相对应的非晶薄膜前驱体层，且坡面上每层薄膜覆盖厚度分布在2～500nm。