基于聚焦离子束注入的微纳加工技术研究

提出了聚焦离子束注入（focused ion beam implantation,FIBI）和聚焦离子束XeF2气体辅助刻蚀（gas assisted etching,GAE）相结合的微纳加工技术。通过扫描电镜观察FIBI横截面研究了聚焦离子束加工参数与离子注入深度的关系。当镓离子剂量大于1.4×1017ion/cm2时,聚焦离子束注入层中观察到均匀分布、直径10～15nm的纳米颗粒层。以此作为XeF2气体反应的掩膜,利用聚焦离子束XeF2气体辅助刻蚀（FIB-GAE）技术实现了多种微纳米级结构和器件加工,如纳米光栅、纳米电极和微正弦结构等。结果表明该方法灵活高效,很有发展前途。     

An improved fabrication method for carbon nanotube probe

An improved arc discharge method is developed to fabricate the carbon nanotube probe. In this method, the silicon probe and the carbon nanotube were manipulated under an optical microscope. When the silicon probe and the carbon nanotube were very close, 30-60 V dc or ae was applied between them, and the carbon nanotube was divided and attached to the end of the silicon probe. Comparing with the arc discharge method, the new method need not coat the silicon probe with metal in advance, which can greatly reduce the fabrication difficulty and cost. The fabricated carbon nanotube probe exhibits the good property of high aspect ratio and can reflect the true topography more accurately than the silicon probe.     

滚压印圆柱母光栅的微刻划制造

精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接决定高精密机床的制造水平．本文对纳米滚压印技术制造长光栅中的核心部件——圆柱母光栅的制造开展研究,建立了高精度的母光栅刻划制造平台,保证了母光栅制造的精度要求;分析了微尺度毛刺的形成机理和抑制方法,对母光栅材料选择及微尺度刻划工艺参数进行了优化,实现了直径110mm,周期分别为20μm、10μm和4μm整圈圆柱母光栅的高精度微刻划制造．母光栅刻划总条数为数万条,4μm周期母光栅连续刻划时间超过62h,最终实现母光栅的首尾拼接误差控制小于300mm．另外,针对滚压印加工中的填充问题,利用聚焦离子束（FIB）技术制备了V形、梯形等形状金刚石刀具,获得了良好的光栅压印结果．     

聚焦离子束技术制造金刚石切削刀具的研究

概述了基于聚焦离子束（Focused Ion Beam,FIB）加工技术制备金刚石切削刀具的相关研究进展,并介绍了金刚石刀具在超精密加工领域的研究背景及其制造现状。作为一种先进的微纳制造技术,聚焦离子束已在微尺度金刚石刀具制造研究中发挥了重要作用。针对金刚石刀具的刃口半径、刃形精度等核心参数,国内外相关研究者开展了聚焦离子束制造方法与工艺优化研究,实现了高质量刀具的制造,聚焦离子束加工可获得刃口半径为15～22nm的金刚石刀具制造。从微观切削基础和微纳光学元件制造两个角度,论述了聚焦离子束制造金刚石刀具的应用研究进展,介绍了其在纳米切削机理、微纳尺度光学元件制造中的应用。最后从提高FIB制造效率、应用研究拓展等角度,对该领域未来的发展进行了展望。     

原子力显微镜探针对环型DNA分子的切割研究

本文利用原子力显微镜氮化硅探针对吸附在云母基底表面上的超螺旋环形pCI-neo质粒DNA成功地进行了切割操作,同时计算出探针的切割力约为40nN。同时对切割的精度和切割后样品的拾取等问题进行了深入地的分析和探讨。原子力显微镜用于生物样品的纳米级操纵对生物样品的研究具有重要的研究价值。     

单晶硅脆塑转变临界厚度的原位实验

为提高单晶硅纳米切削表面质量的同时, 不影响加工效率, 以扫描电子显微镜高分辨在线观测技术为手段, 在真空环境下开展了单晶硅原位纳米切削实验研究.首先, 利用聚焦离子束对单晶硅材料进行样品制备, 并对金刚石刀具进行纳米级刃口的可控修锐.然后, 利用扫描电子显微镜实时观察裂纹的萌生与扩展, 分析了单晶硅纳米切削脆性去除行为.最后, 分别采用刃口半径为40、50和60 nm的金刚石刀具研究了晶体取向和刃口半径对单晶硅脆塑转变临界厚度的影响.实验结果表明: 在所研究的晶体取向范围内, 在(111)晶面上沿[111]晶向进行切削时, 单晶硅最容易以塑性模式被去除, 脆塑转变临界厚度约为80 nm.此外, 刀具刃口半径越小, 单晶硅在纳米切削过程中越容易发生脆性断裂, 当刀具刃口半径为40 nm时, 脆塑转变临界厚度约为40 nm.然而刀具刃口半径减小的同时, 已加工表面质量有所提高, 即刀具越锋利越容易获得表面质量高的塑性表面.      

施工中怎样才能保证水泥地面质量

文章指出要保证水泥地面质量 ,必须保证原材料质量 ,做好基础内处理、垫层处理 ,不可用干水泥处理水灰比过大现象 ,要掌握好压收光时间等 1 0项措施     

碳纳米管原子力显微镜针尖的研究

本文研究了制作碳纳米管原子力显微镜针尖的方法和过程。在光学显微镜下，通过两个微工作台操纵将纯化后的多壁碳纳米管粘结在传统的原子力显微镜的Si针尖上。运用电蚀的方法优化碳管针尖的长度使其达到高分辨率的要求。我们运用制作的碳纳米管针尖在敲击模式下时G型免疫球蛋白进行扫描成像，结果显示了其典型的Y形结构，这是传统AFM的Si针尖无法获得的。     

采用微刀具的菲涅耳器件超精密制造方法

菲涅耳器件是红外传感器等领域不可或缺的高性能光学元件.其高效和高精度的制造方法是目前研究的重点.文中借助单点金刚石切削技术实现菲涅耳器件加工,采用半圆头型刀具有效减小不可切削区域,并基于聚焦离子束微加工方法进行微刀具制备.对所提出方法的关键技术和制造工艺进行了详细论述.对不同应用领域的两类菲涅耳器件进行加工实验.并建立光学测试平台进行光学性能分析.实验结果表明:所提出的方法可满足菲涅耳器件的应用需求.     

Carbon nanotubes as tips for atomic force microscopy

Ordinary AFM probes‘ characters prevent the AFM‘s application in various scopes. Carbon nanotubes represent ideal AFM probe materials for their higher aspect ratio, larger Young‘ s modulus, unique chemical structure, and well-defined electronic property. Carbon nanotube AFM probes are obtained by using a new method of attaching carbon nanotubes to the end of ordinary AFM probes, and are then used for doing AFM experiments. These experiments indicated that carbon nanotube probes have higher elastic deformation, higher resolution and higher durability. And it was also found that carbon nanotube probes can accurately reflect the morphology of deep narrow gaps, while ordinary probes can not reflect.