【技术实现步骤摘要】
利用电介质击穿法在固态膜中形成孔隙的方法和设备本申请是2016年5月20日递交的申请号为201680028909.5,专利技术名称为“利用电介质击穿法在固态膜中形成孔隙的方法和设备”的分案申请。
本专利技术涉及一种利用电介质击穿法在固态膜中形成单个或多个孔隙的方法和设备。所述孔隙可以是纳米级孔隙,所述纳米级孔隙可以称为纳米孔,其各自具有纳米级的尺寸,例如小于约100nm的长度和/或直径。所得多孔膜可以用于广泛的多种应用中。
技术介绍
纳米孔可以用于其中需要纳米级操作的多种装置。一项重要的应用是局域化、检测和/或表征分子,如聚核苷酸或多肽。纳米孔过滤器和纳米级多孔膜对于许多关键的生物学分离和表征程序以及过滤工艺来说同样重要。多项其它微流体和纳米流体处理和控制应用类似地依赖于纳米材料的纳米级特征。为了产生纳米级结构,如纳米级薄材料中的纳米孔,通常需要按单个原子的精度进行操控。这与大部分的传统微电子制造工艺形成鲜明对比,传统微电子制造工艺在特征上只需要低至几十个纳米的精度。未达到原子水平的特征分辨率和制造精度对于利用在纳米级显现具体特征的方式操控纳米级薄材料来说是个挑战。已经提出了在固态膜中制备纳米孔的多种方法,如WO03003446A3中所公开的方法。高精度纳米级处理在历史上必需一次一个制造的范例,这通常成本高且效率低。一般来说,传统微电子生产的高体积、分批制造技术已经与纳米级特征产生和材料操控不相容。这已经阻碍了多项重要纳米级应用的商业化实施。已经探索出电介质击穿法作为形成纳米级孔隙的一 ...
【技术保护点】
1.一种使用电介质击穿法在固态膜中形成孔隙的方法,其中所述膜包含位于所述膜一侧的第一表面区域部分和位于所述膜另一侧的第二表面区域部分,所述方法包含:/n使所述膜的所述第一表面区域部分与包含离子溶液的第一浴槽接触且使所述第二表面区域部分与包含离子溶液的第二浴槽接触;以及/n通过与包含离子溶液的所述第一和第二浴槽分别接触的第一和第二电极施加跨越所述膜的电压,以在所述膜中形成孔隙,其中/n在所述膜与所述第一或第二电极之间提供串联的限流电阻器,所述限流电阻器的电阻比所述孔隙形成之后的任何时间时的所述孔隙的电阻高至少10%。/n
【技术特征摘要】
20150520 GB 1508669.71.一种使用电介质击穿法在固态膜中形成孔隙的方法,其中所述膜包含位于所述膜一侧的第一表面区域部分和位于所述膜另一侧的第二表面区域部分,所述方法包含:
使所述膜的所述第一表面区域部分与包含离子溶液的第一浴槽接触且使所述第二表面区域部分与包含离子溶液的第二浴槽接触;以及
通过与包含离子溶液的所述第一和第二浴槽分别接触的第一和第二电极施加跨越所述膜的电压,以在所述膜中形成孔隙,其中
在所述膜与所述第一或第二电极之间提供串联的限流电阻器,所述限流电阻器的电阻比所述孔隙形成之后的任何时间时的所述孔隙的电阻高至少10%。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述限流电阻器包含提供于所述第一或第二浴槽中的流体电阻器、至少部分地提供于所述第一和第二浴槽外部的外部电阻器,或这两种。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中:
提供多个限流电阻器,所述限流电阻器中的每一个包含位于所述膜中的向所述第一或第二表面区域部分敞开的流体通道;以及
经由所述第一电极和第二电极施加的电压并行形成多个孔隙,每个孔隙在相应的一个流体通道中形成。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述多个流体通道包括具有不同流体电阻的流体通道,并且相应的多个不同尺寸的孔隙通过所述第一和第二电极并行生长。
5.根据权利要求3或4所述的方法,其中:
所述膜包含第一层和第二层;
所述一个或多个流体通道中的每一个通过向下去除所述第一层的一部分至所述第一层与所述第二层之间的所述界面处来形成;
所述第二层通过原子层沉积法形成。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法,其中:
所述膜包含第一层和第二层;
位于所述多个目标区域中的每一个处的孔隙是利用电介质击穿法穿过所述第二层的至少一部分而形成;
所述第二层包含多个子层,每个子层利用原子层沉积法形成;以及
所述多个子层包含重复多次的子层序列,每个重复序列至少包含第一子层以及与所述第一子层直接相邻的第二子层;其中可选地,所述重复序列中的每个子层均使用四个或更少循环的原子层沉积法形成。
7.根据权利要求6所述的方法,其中:
所述第一子层相对于所述第二子层是非外延的;并且可选地,所述第一子层包含HfO2且所述第二子层包含A12O3。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其中:
所述第二层经形成而在所述子层重复序列的一侧或两侧具有保护层;
所述保护层...
【专利技术属性】
技术研发人员:谢平,肯·希利,贾斯廷·米尔斯,
申请(专利权)人:牛津纳米孔技术公司,
类型:发明
国别省市:英国;GB
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。