在透射电镜样品上制备小间距电极的方法技术

本发明专利技术公开了一种在透射电镜样品上制备小间距电极的方法，包括掩板的制备步骤和电极制备步骤以及电学测量步骤三部分；掩板制备步骤是将金属板材制成金属网状结构，利用光刻掩板将中空部分腐蚀去除得到；电学测量步骤，为利用两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜薄膜通电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量；其中电极制备步骤是利用网状掩膜的方法在透射电镜样品上制备多个电极，电极间距小于１μｍ。本发明专利技术提供了一种新的纳米线或薄膜的原位电学测试方法，具有性能可靠，安装方便，结构简单的特点，拓展了透射电镜的功能，并可以实现同一样品的多次电学测量，且每次测量之间互不影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，具体为利用掩膜方法，在超薄透射电镜样品上制备电极间距小于bm的金属电极。属于 纳米材料性能原位测量领域。
技术介绍
随着纳米技术的发展和纳米器件的开发，纳米线或薄膜材料在外场尤其 是电场作用下的电学性能和电场效应，成为人们研究的焦点，因此研究纳米 线或薄膜材料在电场作用下的电学响应和服役行为，积累其电学性能数据， 是当前设计和开发纳米器件的基本目标。目前纳米尺度微型单元电学性能原 位测试的主要方法主要是1、基于聚焦离子束FIB (focus iron beem)技术， 在待测物两端沉积电极进行测量，在超薄的透射电镜样品上也能够实施，但 由于针尖点压会破坏样品，所以测量十分困难。2、利用原子力显微镜直接将 针尖作为电极接触待测单元加电压进行测量，优点是测量精确，缺点是原位 实时观测能力差，并且不能测量处于样品台平面内的样品。透射电子显微镜由于能够在原子尺度的分辨率下观察样品，是研究纳米 材料结构和性能的有力工具，但是由于对样品厚度要求极高， 一般厚度不超 过100nm，此种条件下，如何进行电极地制备以及在不破坏样品的情况下进行 的电学测量，原位揭示待测单元的电学性能和电场效应是当前纳米力学研究 的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在透射电镜样品上制备电极的方法，能够 利用透射电子显微镜原位实时记录待测单元在电场作用下的电学性质以及电 场诱发的状态改变，从纳米尺度上揭示待测单元的电学性能。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案 本方法包括掩板的制备和电极制备以及电学测量三部分。 所述掩板为容易加工的铜、镍、金片等。最后制成金属网状结构，利用光刻掩板方法将中空部分腐蚀去除得到，网格间线条宽度不超过liim，网格直径约为0.2mm，掩板厚度约为0.2mm，且掩板平整。所述透射电镜样品衬底为网状碳支持膜，碳支持膜上首先利用磁控溅射方法沉积一层约20nm厚的绝缘Si02薄膜。所述待测样品为沉积在Si02薄膜上的薄膜或者纳米线。 所述掩板与透射电镜样品直径均为3mm。所述电极的制备是将掩板覆盖在透射电镜样品上利用镀膜机镀上 100-300nm的Au或Pt薄膜，然后将掩板取下获得排列整齐的电极阵列，阵 列间隙为待测薄膜或者纳米线。所述电学测量指利用两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜通 电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量。本专利技术与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果1、 专利技术可以直接在透射电镜样品上制备电极，电极间距离不超过l,， 有利于随机放置的纳米线两端搭在某两电极上，以便进行电学测量。2、 本专利技术实现了在透射电镜中原位对纳米尺度的待测单元进行电学测量 以及观测，提供了一种新的纳米线或薄膜的原位电学测试方法，具有性能可 靠，安装方便，结构简单的特点，拓展了透射电镜的功能。3、 本专利技术中的直接应用了透射电镜载网，可以方便的装入高分辨透射镜中，从而利用已有的透射电镜双倾样品杆，可以实现X， Y两个方向大角 度倾转，可以在原位通电的同时从最佳的晶带轴实现高分辨成像。4、过本专利技术在透射电镜样品上可以同时制备多个电极区域，每个电极区 域之间均存在待测样品，所以可以实现同一样品的多次电学测量，且每次测 量之间互不影响。附图说明图1为本专利技术碳膜载网样品上直接制备电极阵列示意图。 具体实施例方式具体步骤如下 将容易加工的铜、镍、金片等制成金属网状结构，利用光刻掩膜方法将中空部分腐蚀去除得到，网格间线条宽度不超过l]iim，网格直径约为0.2mm, 掩板厚度约为0.2mm，且掩板平整。在碳支持膜铜、镍、金网上利用磁控溅射沉积20nmSiO2薄膜，最后在上 面沉积待测样品薄膜或者铺洒纳米线。将掩板至于样品面之上，并紧密贴好，利用镀膜机镀上一层100nm金属 Pt薄膜。去掉掩板得到如图1所示排列整齐的电极阵列，阵列间隙为未镀上 电极的待测薄膜。其中，l为尼龙网，2为沉积了待测薄膜和20nm Si02薄膜的碳支持膜， 3为Pt薄膜电极。利用探针台两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜通电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本专利技术而并非限制本专利技术所描 述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本专利技术已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换；而一切不脱离专利技术的精神和范围的技术方案及其改进， 其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。权利要求1.一种，包括掩板的制备步骤和电极制备步骤以及电学测量步骤三部分；所述掩板制备步骤，将金属板材制成金属网状结构，利用光刻掩板将中空部分腐蚀去除得到；所述电学测量步骤为利用两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜薄膜通电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量；其特征在于其中，所述的电极制备步骤为利用网状掩膜的方法在透射电镜样品上制备多个电极，电极间距小于1μm。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于所述的多个电极为排列整齐的电极阵列，阵列间隙为待测薄膜或者纳米线。3. 根据权利要求1所述的， 其特征在于所述的透射电镜薄膜样品沉积在已经沉积了 10-30nmSi02绝缘 薄膜的碳支持网上。4. 根据权利要求1或3所述的在透射电镜样品上制备小间距电极的方 法，其特征在于所述碳支持网沉积在金属网上了，碳支持网和掩板均为标 准的3mm透视电镜样品尺寸。全文摘要本专利技术公开了一种，包括掩板的制备步骤和电极制备步骤以及电学测量步骤三部分；掩板制备步骤是将金属板材制成金属网状结构，利用光刻掩板将中空部分腐蚀去除得到；电学测量步骤，为利用两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜薄膜通电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量；其中电极制备步骤是利用网状掩膜的方法在透射电镜样品上制备多个电极，电极间距小于1μm。本专利技术提供了一种新的纳米线或薄膜的原位电学测试方法，具有性能可靠，安装方便，结构简单的特点，拓展了透射电镜的功能，并可以实现同一样品的多次电学测量，且每次测量之间互不影响。文档编号G01R31/00GK101354416SQ200810119690公开日2009年1月28日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日专利技术者泽 张, 岩 成, 珂 王, 韩晓东 申请人:北京工业大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在透射电镜样品上制备小间距电极的方法，包括掩板的制备步骤和电极制备步骤以及电学测量步骤三部分；所述掩板制备步骤，将金属板材制成金属网状结构，利用光刻掩板将中空部分腐蚀去除得到；所述电学测量步骤为：利用两探针触压两相邻电极或者用导电胶将透射电镜薄膜通电样品杆专用导线粘接在两相邻电极上进行原位电学测量；其特征在于：其中，所述的电极制备步骤为：利用网状掩膜的方法在透射电镜样品上制备多个电极，电极间距小于１μｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽，王珂，成岩，韩晓东，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]