纳米沟道制作方法的研究及应用

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1、微制造与微机械电子系统TheMicroManufacturingandMechanicalElectronicSystem纳米沟道制作方法的研究及应用***（大连理工大学机械工程学院辽宁大连116024）摘要：由于纳米材料的新颖特性和纳米器件潜在的优越性能，使纳米制造技术赢得了广泛的关注。纳米沟道是生物医学技术、纳米流体、纳米光学的应用和理论研究的重要载体之一。而且纳米沟道的制作方法始终是微制造技术中的重点和难点。本文将分别在纳流控芯片的基础之上，提出一种基于等离子体刻蚀的聚合物平面纳米沟道制作方法，在聚合物上纳米沟道的一般制作方法，和一种新颖的基于离子束刻蚀的纳

2、米沟道制备技术。并简要介绍了纳米沟道的应用方面。关键词：纳米沟道微控流芯片聚合物等离子体离子束刻蚀ResearchontheProductionMethodsandApplicationofNanochannelsWANGWei(SchoolofMechanicalEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian,116024)Abstract:Asaresultofthenovelpropertiesofnanomaterialsandthepotentialsuperiorperformanceofnanodevi

3、ce,nanomanufacturingtechnologyhavecomemoreandmorepopular.Nanochannelsareoneofimportantcarrierinbiomedicaltechnology,nanofluid,theapplicationandtheoryofnanooptical.Theproductionmethodsofnanochannelshavebeenthekeysanddifficultsinmicrofabricationtechnology.Thispapermainlyintroducesthreem

4、ethods:afabricationmethodofpolymerplanarnanochannelsbasedonplasmaetching,generalmethodsonpolymer;novelfabricationtechniquefornanogrooveusingionbeametching.Itisalsobrieflyintroducestheapplicationaspectsofnanochannels.KeyWords：NanochannelsMicrofluidicchipPolymerPlasmaLonbeametching0前言纳米

5、技术，也称毫微技术，是研究结构尺寸在0.1至100nm范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以0.1到100nm长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子射程物质的技术。从迄今为止的研究来看，关于纳米技术分为三种概念：第一种，是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念，可以使组合分子的机器实用化，从而可以任意组合所有种类的分子，可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术还未取得重大进展。第二种概念把

6、纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的"加工"来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术，也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即使发展下去，从理论上讲终将会达到限度，这是因为，如果把电路的线幅逐渐变小，将使构成电路的绝缘膜变得极薄，这样将破坏绝缘效果。此外，还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题，研究人员正在研究新型的纳米技术。10微制造与微机械电子系统TheMicroManufacturingandMechanicalElectronicSystem第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来，生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。DN

7、A分子计算机、细胞生物计算机的开发，成为纳米生物技术的重要内容。本文研究的纳米沟道，是生物医学技术、纳米流体、纳米光学的应用和理论研究的重要载体之一。如液体在纳米尺度下所表现出量子效应行为很大程度上背离了流体学的经典理论；纳米光学利用纳米沟道研究光学器件的亚波长效应。由于纳米沟道有着极其广泛的应用，本文主要介绍三种纳米沟道的制作方法，还有纳米沟道的一些应用方面。1纳米沟道的制作方法1.1基于等离子体刻蚀的聚合物平面纳米沟道制作方法生物大分子的操控、过滤富集等试样预处理、分离分析等通常只需要平面纳米通道，即沟道的横截面在宽度方向上为微米级，在深度方向上为纳米级。基于

8、等离子体刻