焦作石墨烯微纳加工

    微纳测试与表征技术是微纳加工技术的基础与前提，它包括在微纳器件的设计、制造和系统集成过程中，对各种参量进行微米/纳米检测的技术。微米测量主要服务于精密制造和微加工技术，目标是获得微米级测量精度，或表征微结构的几何、机械及力学特性；纳米测量则主要服务于材料工程和纳米科学，特别是纳米材料，目标是获得材料的结构、地貌和成分的信息。在半导体领域人们所关心的与尺寸测量有关的参数主要包括：特征尺寸或线宽、重合度、薄膜的厚度和表面的糙度等等。未来，微纳测试与表征技术正朝着从二维到三维、从表面到内部、从静态到动态、从单参量到多参量耦合、从封装前到封装后的方向发展。探索新的测量原理、测试方法和表征技术，发展微纳加工及制造实时在线测试方法和微纳器件质量快速检测系统已成为了微纳测试与表征的主要发展趋势。不同的表面微纳结构可以呈现出相应的功能，随着科技的发展，不同功能的微纳结构及器件将会得到更多的应用。目前表面功能微纳结构及器件，诸如超材料、超表面等充满“神奇”力量的结构或器件，的发展仍受到微纳加工技术的限制。因此，研究功能微纳结构及器件需要从微纳结构的加工技术方面进行广深入的研究。 新一代微纳制造系统应满足的要求：能生产多种多样高度复杂的微纳产品。焦作石墨烯微纳加工

     微纳加工可以满足高精度三维结构制备、多材料微纳结构加工以及器件成型与集成的加工需求，因此，在各类微纳结构化功能部件的研制中展现出了很大的技术优势。目前，飞秒激光已经广泛应用于多个前沿科学领域。利用飞秒激光可以制备各种微光学器件，如微透镜阵列、仿生复眼、光波导和超表面等。吉林大学研究团队利用双光子聚合技术制备了一种基于仿生蛋白质的微透镜，该透镜在外界刺激下可动态调节焦距，同时具有独特的伸缩性、良好的生物相容性和生物可降解性；进一步该团队利用激光加工技术制备了可变焦的仿生复眼，实现了大视场变焦成像的功能，如图1所示。利用其高精度、高分辨率和三维加工能力，飞秒激光加工技术成为制备三维微流控芯片的强大工具。铜陵微纳加工工艺微机电系统、微光电系统、生物微机电系统等是微纳米技术的重要应用领域。

       作为前沿加工技术，飞秒激光加工具有热影响区小、与材料相互作用呈非线性过程、超出衍射极限的高分辨率加工等特点，可以实现对各种材料的高质量、高精度微纳米加工和三维微纳结构制造。飞秒激光对材料的加工方式灵活多样，既可实现增材、减材和等材制造，又能够以激光直写和激光并行加工的方式制备微纳结构。其中，飞秒激光直写通常用于复杂、不规则的微纳结构加工，具有较高的空间分辨率、加工灵活性和自由度，然而鉴于其逐点加工的技术特点，加工效率较低；飞秒激光并行加工包括基于数字微镜器件的光刻技术、空间光调制器和激光干涉加工等方法，具有较高的加工效率，但无法加工任意三维微结构。飞秒激光加工方式各有优缺点，可以根据应用中的实际需求来选择合适的加工技术。

微纳加工技术是先进制造的重要组成部分，是衡量国家高质量的制造业水平的标志之一，具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点，在推动科技进步、促进产业发展、拉动科技进步、保障**安全等方面都发挥着关键作用。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。很显然，微纳加工技术与微电子工艺技术有密切关系。微纳加工大致可以分为“自上而下”和“自下而上”两类。“自上而下”是从宏观对象出发，以光刻工艺为基础，对材料或原料进行加工，小结果尺寸和精度通常由光刻或刻蚀环节的分辨力决定。“自下而上”技术则是从微观世界出发，通过控制原子、分子和其他纳米对象的相互作用力将各种单元构建在一起，形成微纳结构与器件。微纳加工按技术分类，主要分为平面工艺、探针工艺、模型工艺！

在微电子与光电子集成中，薄膜的形成方法主要有两大类，及沉积和外延生长。沉积技术分为物理沉积、化学沉积和混合方法沉积。蒸发沉积（热蒸发、电子束蒸发）和溅射沉积是典型的物理方法；化学气相沉积是典型的化学方法；等离子体增强化学气相沉积是物理与化学方法相结合的混合方法。薄膜沉积过程，通常生成的是非晶膜和多晶膜，沉积部位和晶态结构都是随机的，而没有固定的晶态结构。外延生长实质上是材料科学的薄膜加工方法，其含义是：在一个单晶的衬底上，定向地生长出与基底晶态结构相同或相似的晶态薄层。其他薄膜成膜方法，如电化学沉积、脉冲激光沉积法、溶胶凝胶法、自组装法等，也都广用于微纳制作工艺中。不同的表面微纳结构可以呈现出相应的功能，随着科技的发展，不同功能的微纳结构及器件将会得到更多的应用。目前表面功能微纳结构及器件，诸如超材料、超表面等充满“神奇”力量的结构或器件，的发展仍受到微纳加工技术的限制。因此，研究功能微纳结构及器件需要从微纳结构的加工技术方面进行广深入的研究，提高微纳加工技术的加工能力和效率是未来微纳结构及器件研究的重点方向。应用于MEMS制作的衬底可以说是各种各样的，如硅晶圆、玻璃晶圆、塑料、还其他的材料。乐山微纳加工设备

通过光刻技术制作出的微纳结构需进一步通过刻蚀或者镀膜，才可获得所需的结构或元件！焦作石墨烯微纳加工

    微纳加工中蒸镀的物理过程包括：沉积材料蒸发或升华为气态粒子→气态粒子快速从蒸发源向基片表面输送→气态粒子附着在基片表面形核、长大成固体薄膜→薄膜原子重构或产生化学键合。将衬底放入真空室内，以电阻、电子束、激光等方法加热膜料，使膜料蒸发或升华，气化为具有一定能量（～eV）的粒子（原子、分子或原子团）。气态粒子以基本无碰撞的直线运动飞速传送至衬底，到达衬底表面的粒子一部分被反射，另一部分吸附在衬底上并发生表面扩散，沉积原子之间产生二维碰撞，形成簇团，有的可能在表面短时停留后又蒸发。粒子簇团不断地与扩散粒子相碰撞，或吸附单粒子，或放出单粒子。此过程反复进行，当聚集的粒子数超过某一临界值时就变为稳定的核，再继续吸附扩散粒子而逐步长大，终通过相邻稳定核的接触、合并，形成连续薄膜。膜方法简单、薄膜纯度和致密性高、膜结构和性能独特等优点。所谓溅射镀膜是指在真空室中，利用荷能粒子（如正离子）轰击靶材，使靶材表面原子或原子团逸出，逸出的原子在工件的表面形成与靶材成分相同的薄膜，这种制备薄膜的方法称为溅射镀膜。目前，溅射法主要用于形成金属或合金薄膜，特别是用于制作电子元件的电极和玻璃表面红外线反射薄膜。 焦作石墨烯微纳加工

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