扫描探针刻蚀技术是目前精度最高的纳米加工.pdfVIP

年 月 20072 航空精密制造技术 第 卷 第 期 AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGY 43 1 探针对AFM 阳极氧化加工的影响研究 蒋洪奎,朱春耕,胡礼广 (浙江师范大学交通学院,金华 ) 321019 摘 要 利用原子力显微镜 进行阳极氧化纳米刻蚀加工的实质是电场作用下发生下的电化学反应, [ ] AFM 探针是影响氧化加工重要的因素。在氧化加工过程中,探针曲率半径的大小和与样品表面的相对位置影响 了表面电场的分布,从而影响了氧化物的结构。由于氧化及磨损的影响,探针会失效,而碳纳米管针尖的氧 化加工可以获得更高精度的纳米结构。 关键词 原子力显微镜;阳极氧化;纳米刻蚀;探针 [ ] 中图分类号 文献标识码 文章编号 ( ) [ ]TH742.9 []B [ ]1003 ( ) ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321019 carbonnanotubetipcanobtainhighdefinitionnanostructure. 引言 发生电化学反应,形成纳米结构。其模型如图 1。与 其它扫描探针刻蚀方法相比,阳极氧化法具有加工 扫描探针刻蚀技术是目前精度最高的纳米加工 结构稳定、加工过程可控及加工速度快等优点而备 手段,该技术主要利用扫描探针显微镜为加工工具, 受人们关注。 通过光、电、热、磁、力等作用方式,对样品实现纳米 结构的加工,到目前已有纳米机械加工、电场加工、 、原子排列等多种加工方法。阳极氧化加工是电 DPN 场加工中的一种重要方法,由 最先提出。该 Dagata 方法为在大气状态下,通过在针尖与样品间施加偏 图 阳极氧化加工原理图 压,利用样品表面吸附水分子形成水膜,在扫描探针 1 AFM 与样品间在毛细力作用下形成水桥,水膜在电场作 年 首次在大气状态下利用 , 1990Dagata STM 用下发生电化学反应,产生的 离子与样品表面 在钝化 表面上加工出高度 ,宽度 的 OH Si 3nm 100nm · · 34 《航空精密制造技术》 年第 卷第 期 2007 43 1 氧化结构。早期的阳极氧化加工主要采用STM,但 STM只适用于加工导体。由于 AFM不受样品导电 性质的影响,现多采用AFM进行刻蚀加工。AFM存 在多种工作模式,如接触模式、半接触模式、轻敲模