基于AFM的金屬納米線制備及其電學(xué)性能研究.pdf

1、金屬納米線因其在電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)研究領(lǐng)域具有較為獨(dú)特的性質(zhì)，近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用多種方法制備，并且應(yīng)用在越來(lái)越廣泛的領(lǐng)域當(dāng)中。原子力顯微鏡（AFM）作為微納加工的一種手段，同樣可以用于制備金屬納米線。本課題主要探究了利用AFM與剝離工藝（lift-off）相結(jié)合的方法制備尺寸可控的金屬納米線，并對(duì)其電學(xué)性能進(jìn)行研究。利用該方法制備金屬納米線的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)單、效率較高、成本低廉且可以在需要位置制備出多種材質(zhì)、數(shù)量可控、尺寸可控的納

2、米線。本課題主要從以下三方面進(jìn)行具體的研究與分析。
　　首先，利用旋涂法在硅基表面制備出厚度大約為四十納米的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜，并采用AFM機(jī)械刻劃的方式在PMMA薄膜表面加工溝槽。通過(guò)理論分析影響納米溝槽寬度的因素主要是施加載荷和針尖圓弧半徑大小，而穩(wěn)定磨損階段的針尖圓弧半徑同時(shí)與施加載荷大小有關(guān)。當(dāng)載荷增加時(shí)，針尖圓弧半徑隨之增加，使得納米溝槽的寬度也會(huì)隨之增加。在此基礎(chǔ)上通過(guò)多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)理論公式進(jìn)行修正，擬合

3、出施加載荷與納米溝槽寬度的關(guān)系。從而在后續(xù)工作中可以通過(guò)選擇合適的載荷得到尺寸可控的納米溝槽。
　　然后，在PMMA表面上刻劃出納米溝槽的基礎(chǔ)上，采用電子束蒸鍍金屬膜以及剝離工藝，在硅基表面上制備出尺寸可控的金屬納米線。為了對(duì)金屬納米線的電學(xué)性能進(jìn)行分析，本課題利用光刻與剝離工藝相結(jié)合的方法制備出納米線的金屬外圍電路，并將納米線與外圍電路連接在一起。
　　最后，利用探針工作臺(tái)與數(shù)字源表對(duì)多種材質(zhì)的金屬納米線的電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試