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    高能氦離子用于納米制造領域的一個瑕疵被浙大團隊巧妙運用

    測量納米世界有了精準可控新“觸角”

    發布時間:2020-08-16來源:科技金融時報作者:林潔 柯溢能0

        一種可實現100納米到1微米之間精確調控的新型納米球探針技術近日被攻克。此前,傳統的球形原子力顯微鏡探針尺寸在1~10微米,缺乏在納米尺度的測量。這一技術可以精準測量納米到微米尺度范圍的界面,解決了納米摩擦學領域的重要技術瓶頸。

      日前,這項研究刊發在了國際界面研究領域著名期刊《蘭格繆爾》,并作為封面之一重點報道。

      這項研究室由浙江大學伊利諾伊大學厄巴納香檳校區聯合學院研究員胡歡團隊,聯合美國IBM沃森研究中心以及東華大學機械系教授彭倚天團隊合作發明。

      哈爾濱工業大學能源化工系主任甘陽教授評價該工作:“不但實現了亞微米/納米球的位置、尺寸和形狀精準可控,而且亞微米/納米球與探針的原生一體式結構確保了高結合強度和針尖表面無污染?!?/p>

      卡爾蔡司公司離子顯微技術研發中心的首席科學家尉東光博士認為,“這項研究以非常低的成本,極大地拓寬了探針針尖的材料范圍,因而拓展了掃描探針技術的檢測、表征能力?!?/p>

      胡歡團隊長期從事各種納米制造技術的研究,于日前第一個進行了利用氦離子隆起效應制造納米球探針的實驗。通過聚焦離子刻蝕(FIB)在普通原子力顯微鏡探針上雕刻出一個平臺,然后在平臺上精準定位,注入高能氦離子束,使得單晶硅隆起,實現了一種穩定可靠的納米球探針技術納米制造工藝,具有高分辨率、高準確性、耐高溫的球形探針由此制造而成。

      事實上,高能氦離子束可以聚焦成直徑在0.5納米左右的束斑,像一把超級小的刀,能夠將材料在納米尺度任意切割,但在硅材料襯底中注入高能氦離子束則會形成隆起?!斑@是工業界非常不愿看到的現象,這個隆起可以說是氦離子用于納米制造領域的一個瑕疵?!焙鷼g介紹。

      但是,這個瑕疵在胡歡看來“如獲至寶”?!皬耐干潆婄R的照片中可以清楚的看到硅片表面在氦離子的注入下隆起來像一個球,正好聯想到原子力顯微鏡球探針一直以來難以制造納米球的結構這一技術瓶頸?!?/p>

      胡歡認為,新的探測工具的制造,將有利于促進納米摩擦學、生物材料的測試和研發,以及分子之間力的測量,對材料學、摩擦學、生物醫學都會起到很好的推動作用。


    《科技金融時報》2020年8月7日頭版


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