一种制备窄间距的手性微纳结构的方法技术

本发明专利技术涉及微纳结构制备领域，具体涉及一种制备窄间距的手性微纳结构的方法，主要制备步骤包括涂覆光刻胶、电子束曝光、显影定影、倾斜蒸镀金属材料和剥离光刻胶。制备的过程中曝光较大尺寸的图形，通过倾斜蒸镀就可以制备出窄间距的金属微纳结构，并且该结构的参数可以通过蒸镀束流的角度和蒸镀时间进行调节。该制备方法操作简便，避免了制备小间距结构需要很高的工艺要求。

A method for the preparation of chiral nanostructures with narrow spacing

The invention relates to the field of micro nano structure preparation, in particular to a method for preparing a narrow spacing chiral micro nano structure. The main preparation steps include coating photoresist, electron beam exposure, development and fixation, oblique evaporation of metal materials and stripping photoresist. In the process of preparation, the metal micro nano structure with narrow spacing can be prepared by inclined evaporation, and the parameters of the structure can be adjusted by the angle of evaporation beam and evaporation time. The preparation method is easy to operate and avoids the high technical requirements for the preparation of small spacing structure.

【技术实现步骤摘要】
一种制备窄间距的手性微纳结构的方法
本专利技术涉及微纳结构制备领域，具体涉及一种制备窄间距的手性微纳结构的方法。
技术介绍
随着中国纳米技术和纳米电子学的蓬勃发展，纳米加工技术的研究越来越重要，而电子束光刻技术将是纳米结构图形加工中非常重要的手段。电子束刻蚀时近十年来发展起来的一项新的微细加工技术，它是在计算机控制下，利用核能电子束对抗蚀剂的作用而形成的一套全新的高分辨刻蚀技术。他所加工出来的图形分辨率高，线条边缘陡直。电子束刻蚀不仅已广泛用于制造光刻蚀用的掩膜版，而且还可以直接在晶片上加工芯片图形，实现了以“无掩模”曝光技术来制造集成电路和器件，当前已成为加工微电子器件的重要手段。随着纳米科学的迅猛发展，纳米材料和器件已普遍应用在人类生活的各个领域，如电子、生物传感、半导体芯片、光学新型材料和生物医用等多个领域。特别是在生物传感方面，手性探测器经常需要窄间距的手性微纳结构。目前用电子束刻蚀技术加工窄间距图形，需要高精度的电子束，并且在曝光的过程中对每个参数要求的精准度都要求很高，而且剥离胶时，窄间距的区域，光刻胶不易脱落。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的制备窄间距手性微纳结构时，需要高精度的电子束，并且在曝光的过程中对每个参数要求的精准度都要求很高，而且剥离胶时，窄间距的区域，光刻胶不易脱落的问题，本专利技术提供了一种制备窄间距的手性微纳结构的方法，该结构通过曝光大结构的和倾斜镀膜就可以制备窄间距手性微纳结构，而且制备精度高。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种制备窄间距的手性微纳结构的方法，包括以下步骤：准备基底：准备洁净的玻璃基底或者ITO基底；涂覆光刻胶：用甩胶机在准备好的基底表面甩一层光刻胶；电子束曝光结构图形：用图形发生器设计方形周期阵列结构，并用电子束对设定区域曝光刻蚀，得到宽度为d的缝隙；显影定影；蒸镀金属：采用电子束真空蒸发镀膜仪蒸镀金属材料；除胶：将蒸镀完金属的基底放入冷藏的丙酮溶液中除胶；冲洗：用去离子水将除胶后的基底用去离子水冲洗至洁净。进一步地，所述蒸镀金属的具体步骤为：步骤一，采用第一沉积角θ1在第一区域蒸镀厚度为h1，宽度为w1的金属材料；步骤二，采用第二沉积角θ2在第二区域蒸镀厚度为h2，宽度为w2的金属材料；步骤三，采用第三沉积角θ3在第三区域蒸镀厚度为h3，宽度为w3的金属材料；沉积角θ与蒸镀厚度h之间的关系为θ=arctan(h/(d－w))。进一步地，所述蒸镀金属的宽度w1，w2，w3均小于刻蚀孔隙的宽度d。进一步地，所述蒸镀金属的厚度h1，h2，h3均小于光刻胶厚度的1/3。进一步地，所述涂覆光刻胶时甩胶机转速为1000rpm~6000rpm，时间为60s。进一步地，所述金属材料为贵金属材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：（1）本申请实施例制备窄间距手性微纳结构的方法，通过曝光大结构和倾斜镀膜就可以制备窄间距手性微纳结构，对于刻蚀的参数的精准度要求较低，而且制备精度高，光刻胶易剥离。（2）本申请实施例制备窄间距手性微纳结构的方法，只需要曝光一次，不需要套刻，只通过改变倾斜镀膜的时间和角度就可以制备三维手性金属结构。（3）本申请实施例制备窄间距手性微纳结构的方法，改变结构参数时，可以在上面继续蒸镀金属，不需要重新制备结构，节约了制备成本。（4）本申请实施例方案制备窄间距手性微纳结构的方法，在普通实验室内就可以方便的制备出窄间距的微纳结构，可以很好的聚集电荷，增强结构的吸收。（5）本申请实施例制备窄间距手性微纳结构的方法制备出来的结构具有很好的手性效应，可以应用于生物监测，对映传感器，偏振转换和光电子的圆偏振器。附图说明图1是本申请实施例1中通过窄间距的手性微纳结构的方法制备三维金属微纳结构的示意图；图2是本申请实施例1中用图形发生器设计的矩形周期阵列结构；图3是本申请实施例1中除胶胶后的窄间距手性微纳结构示意图；图4是本申请实施例1制备的窄间距手性微纳结构的圆二色谱线。其中，图1中：1、光刻胶；21、第一区域；22、第二区域；23、第三区域。具体实施方式为了解决现有技术中存在的为了解决现有技术中存在的制备窄间距手性微纳结构时，需要高精度的电子束，并且在曝光的过程中对每个参数要求的精准度都要求很高，而且剥离胶时，窄间距的区域，光刻胶1不易脱落的问题，本实施例提供了一种制备窄间距手性微纳结构的方法，该结构通过曝光大结构的和倾斜镀膜就可以制备窄间距手性微纳结构，而且制备精度高，光刻胶1易脱落。下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1：一种制备窄间距手性微纳结构的方法，包括以下步骤：准备基底：准备洁净的玻璃基底或者ITO基底；涂覆光刻胶1：用甩胶机在准备好的基底表面甩一层光刻胶1；电子束曝光结构图形：用图形发生器设计方形周期阵列结构，并用电子束对设定区域曝光刻蚀，得到宽度为d的缝隙；显影定影；蒸镀金属：采用电子束真空蒸发镀膜仪蒸镀金属材料；除胶：将蒸镀完金属的基底放入冷藏的丙酮溶液中除胶；冲洗：用去离子水将除胶后的基底用去离子水冲洗至洁净。所述蒸镀金属的具体步骤为：步骤一，采用第一沉积角θ1在第一区域21蒸镀厚度为h1，宽度为w1的金属材料；步骤二，采用第二沉积角θ2在第二区域22蒸镀厚度为h2，宽度为w2的金属材料；步骤三，采用第三沉积角θ3在第三区域23蒸镀厚度为h3，宽度为w3的金属材料；沉积角θ与蒸镀厚度h之间的关系为θ=arctan(h/(d－w))。具体而言：第一沉积角θ1=48°，第一区域21蒸镀厚度为h1，=80nm，宽度w1=100nm；第二沉积角θ1=69°，第二区域22蒸镀厚度为h2，=30nm，宽度w2=30nm；第三沉积角θ1=53°，第三区域23蒸镀厚度为h3，=30nm，宽度w3=30nm；所述蒸镀金属的厚度h1，h2，h3均小于刻蚀孔隙的宽度d，刻蚀孔隙的宽度d=300nm。所述蒸镀金属的厚度h1，h2，h3均小于光刻胶1厚度的1/3。所述涂覆光刻胶1时甩胶机转速为1000rpm~6000rpm，时间为60s。所述金属材料为贵金属材料，本实施例具体为金。如图1所示，是利用该申请实施例制备方法制备窄间距微纳金属结构的示意图，图1中显示了一个完整的单个结构，图1中标示第一区域21，第二区域22、第三区域23分别是在步骤一、步骤二和步骤三中蒸镀的位置。蒸镀金属的方向不同，就会在第一区域21位置和第二区域22位置蒸镀的金属之间形成一个窄间距，在第一区域21位置和第三区域23位置蒸镀的金属之间形成另一个窄间距，而且间距可以由蒸镀的方向精确控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备窄间距的手性微纳结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n准备基底：准备洁净的玻璃基底或者ITO基底；/n涂覆光刻胶：用甩胶机在准备好的基底表面甩一层光刻胶；/n电子束曝光结构图形：用图形发生器设计方形周期阵列结构，并用电子束对设定区域曝光刻蚀，得到宽度为

【技术特征摘要】
1.一种制备窄间距的手性微纳结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备基底：准备洁净的玻璃基底或者ITO基底；
涂覆光刻胶：用甩胶机在准备好的基底表面甩一层光刻胶；
电子束曝光结构图形：用图形发生器设计方形周期阵列结构，并用电子束对设定区域曝光刻蚀，得到宽度为d的缝隙；
显影定影；
蒸镀金属：采用电子束真空蒸发镀膜仪蒸镀金属材料；
除胶：将蒸镀完金属的基底放入冷藏的丙酮溶液中除胶；
冲洗：用去离子水将除胶后的基底用去离子水冲洗至洁净。


2.根据权利要求1所述的制备窄间距的手性微纳结构的方法，其特征在于，所述蒸镀金属的具体步骤为：
步骤一，采用第一沉积角θ1在第一区域蒸镀厚度为h1，宽度为w1的金属材料；
步骤二，采用第二沉积角θ2在第二区域蒸镀厚度为h2，宽度为w2的金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中月，白瑜，唐先龙，景志敏，李颖，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61