[发明专利]一种制备平行等宽微结构的方法

说明书

本发明公开了一种制备平行等宽微结构的方法。所述方法包括：提供双层膜，所述双层膜包括层叠的第一薄膜层和第二薄膜层，所述第一薄膜层和第二薄膜层具有不同的机械特性；将所述双层膜通过从刚性基底上剥离的方式连续弯折，并使弯折角在90°以上，从而在所述第一薄膜层或第二薄膜层上产生有序的微结构。所述微结构包括平行等宽的裂纹、印记或凹槽等。所述微结构的取向沿选定方向高度一致，且间距均匀一致。本发明提供了简洁可控的取向高度一致的平行等宽微结构(裂纹、刻痕阵列、印记或凹槽等)的制备方式，该方式简洁，使得平行等宽微结构的高效制备成为可能；本发明制备的裂纹或者凹槽等微结构的间距均匀一致，并且可人为调控间距的大小。

技术领域

本发明涉及一种制备平行等宽微结构的方法，特别涉及一种通过控制剥离角度简单快速的制备出有序的平行等宽的裂纹、印记或者凹槽结构的方法，属于纳米技术以及薄膜材料基本物性领域。

背景技术

纳米尺度的裂纹阵列或者凹槽阵列，在纳米技术领域有非常高的应用价值。比如微流控就依靠相对有序的裂纹阵列输运或者筛选一些微小颗粒，生物分子或者药物。另外在信息技术领域同样有重要的应用，比如将有序分布的裂纹阵列用作矩形光栅，可有效的实现对入射光束的分束作用，例如利用这类结构的衍射作用，使得不同波长的入射光沿不同方向传播，或者改变入射光束的传播路径，这一系列性质，都非常适用于电子信息领域。同时，拥有有序裂纹或者凹槽结构的薄膜表面还会影响入射光束的反射行为，有望使得薄膜表面呈现出角度依赖的结构色，这一性质同样可在生物信息领域受到极高的关注度。

必须特别强调的一点是，裂纹或者凹槽结构的应用价值与他们的有序程度相关，不管是在微流控，信息技术还是生物技术领域都属如此。但，纳米尺度的裂纹或者凹槽阵列的有序制备是存在很高的技术难度的。裂纹的取向可通过优化基底中原子或分子排列有序性而实现控制，比如无机的晶体薄膜中，往往可以通过加热的方式制备出取向一致的裂纹。但是，裂纹的间距却极难控制，即使是在晶体薄膜中。

为了实现制备高度有序的裂纹或者凹槽阵列，现有的技术往往选择在基底制备出一系列有序的微结构，再通过拉伸或者热处理使得微结构处产生裂纹，通过控制微结构的分布，可控制裂纹的分布。而现有的技术制备微结构的具体办法主要有两类，一是让薄膜生长在有微结构的母板上，二是薄膜制备好之后依赖光刻等技术在薄膜上直接制备出微结构。这导致现有办法主要存在以下几点不足之处。

1.制备过程复杂。不管是制备拥有微结构的母板还是直接光刻薄膜，都需要经历一个复杂的过程。

2.裂纹制备的可靠性不高。前一种方法高度依赖微结构母版的形貌，形貌微小的不一致都有可能导致裂纹的出现和生长的差异，进而破坏裂纹的有序性。第二种方法的工作原理通过光刻制备出有序的微结构，再通过拉伸薄膜制备裂纹，拉伸导致的裂纹在传播过程如果遇到薄膜中缺陷就会改变传播方向，同样破坏裂纹的有序性。

3.裂纹制备的成本高。复杂的过程自然导致高的成本。

4.裂纹的周期有很大的局限性。很难制备纳米量级或者1微米左右周期性分布的裂纹阵列，这是由薄膜生长母板和薄膜中光刻局限性决定的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种制备平行等宽微结构的方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种制备平行等宽微结构的方法，其包括：

提供双层膜，所述双层膜包括层叠的第一薄膜层和第二薄膜层，所述第一薄膜层和第二薄膜层具有不同的机械特性；

将所述双层膜连续弯折，并使弯折角在90°以上，从而在所述第一薄膜层或第二薄膜层上产生有序的微结构。

进一步地，所述微结构包括平行等宽的裂纹、刻痕阵列、印记或凹槽。