任意构型三维导电金属微纳结构的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种任意构型三维导电金属微纳结构的制造方法，先利用飞秒激光微加工技术在透明材料内部制作出三维微通道，然后通过蠕动泵将化学镀溶液连续传输通过微通道进行通道内部的表面改性及后续金属层沉积，最后通过化学蚀刻将透明材料基体去除获得三维构型导电金属立体微结构。本发明专利技术制造的三维金属微纳结构具有空间构型可任意设计，尺寸可调，高电导率，高熔点的特点，在微电子学，光子学，微纳电机系统，微纳传感，催化等领域具有很大应用前景。

Manufacturing method of arbitrary configuration three dimensional conductive metal micro nano structure

The invention discloses a fabrication method of three-dimensional conductive metal Micro-Nanostructures with arbitrary configuration. Firstly, a three-dimensional micro-channel is fabricated in transparent materials by femtosecond laser micro-machining technology, and then the electroless plating solution is continuously transmitted through the micro-channel through a peristaltic pump for surface modification and subsequent metal layer deposition. Then, the transparent material matrix was removed by chemical etching to obtain the three-dimensional configuration of conductive metal solid microstructure. The three-dimensional metal micro-nano structure manufactured by the invention has the characteristics of arbitrary design of spatial configuration, adjustable size, high conductivity and high melting point, and has great application prospect in the fields of microelectronics, photonics, micro-nano motor system, micro-nano sensor, catalysis and so on.

【技术实现步骤摘要】
任意构型三维导电金属微纳结构的制造方法
本专利技术涉及三维金属微纳结构制造和飞秒激光微加工，特别是一种利用飞秒激光微加工与流动化学镀以及化学腐蚀结合制造三维导电金属微纳结构的方法。本方法适用于制造金，银，铂，镍等金属结构。
技术介绍
三维金属微纳结构兼具金属和三维立体微纳结构的双重特性，目前已在微电子学，光子学，化学传感，生物医学等领域展示很大的应用潜力。与二维金属微纳结构相比，三维金属微纳结构在维度上的拓展可提供更强，更均匀的空间局域性电磁场控制和散热能力，进而实现更高灵敏度的探测，更优异的可调谐能力和器件稳定性。因此，设计和制造各种复杂构型的三维金属微纳结构及阵列，对于开发新型的微电子和光子学以及微纳传感器件及系统具有重要意义和实用价值。但是任意构型三维金属微纳结构的高效快速制造对于当前二维平面光刻工艺为基础的微纳制造技术是个很大的挑战。譬如多层光刻技术与电镀技术结合虽可制造出三维金属微纳结构，但其制作步骤繁杂，空间几何构型设计灵活度不高。三维增材打印技术的出现和兴起为三维金属结构制造提供新的思路。在宏观尺度上，基于激光束和电子束熔覆金属粉末制造三维金属结构已取得商业化成功。但由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种任意构型三维导电金属微纳结构的制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：步骤1：飞秒激光辐照将透明材料样品固定在一台三维可计算机编程位移平台上，通过显微物镜将飞秒激光聚焦在所述的透明材料样品上，按计算机编程驱动位移平台运动同时启动飞秒激光辐照过程，在所述的透明材料样品中直写出所需要的三维微通道图案；步骤2：三维微通道加工将飞秒激光辐照后的透明材料样品放入化学腐蚀溶液中，对所述的三维微通道图案进行化学腐蚀，以在透明材料内部获得具有三维几何构型的微通道结构；步骤3：连续流动化学镀采用蠕动泵先将化学镀敏化活化液以1‑100 ml/min的流速连续输送通过上述微通道结构对通道内表面进行敏化活化...

【技术特征摘要】
1.一种任意构型三维导电金属微纳结构的制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：步骤1：飞秒激光辐照将透明材料样品固定在一台三维可计算机编程位移平台上，通过显微物镜将飞秒激光聚焦在所述的透明材料样品上，按计算机编程驱动位移平台运动同时启动飞秒激光辐照过程，在所述的透明材料样品中直写出所需要的三维微通道图案；步骤2：三维微通道加工将飞秒激光辐照后的透明材料样品放入化学腐蚀溶液中，对所述的三维微通道图案进行化学腐蚀，以在透明材料内部获得具有三维几何构型的微通道结构；步骤3：连续流动化学镀采用蠕动泵先将化学镀敏化活化液以1-100ml/min的流速连续输送通过上述微通道结构对通道内表面进行敏化活化，然后再将化学镀液以1-100ml/min的流速连续输送通过已敏化活化的微通道内部以实现金属微纳薄膜的快速沉积；步骤4：透明材料去除将沉积金属微纳结构的透明材料样品放入HF溶液或有机溶剂进行腐蚀，直至透明材料完全被溶解去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亚，徐剑，敬承斌，李晓龙，钟熠，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31