集成孔內(nèi)納米電極的納米孔的制備.pdf

1、納米孔技術(shù)作為新一代單分子檢測技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點。目前，制備固態(tài)納米孔的材料和方法很多，其中主要以氮化硅材料和離子束轟擊方法為主，以此種材料和方法制備出的固態(tài)納米孔被廣泛應(yīng)用于DNA、RNA、蛋白質(zhì)和納米顆粒等易位事件的研究，這就使得對直徑大小可控的固態(tài)納米孔的需求不斷增加。
　　本課題主要研究了固態(tài)納米孔及集成孔內(nèi)納米電極納米孔的制備與加工，并對制備的納米孔直徑進行統(tǒng)計分析，隨后對制備的納米孔進行了表征，并將其應(yīng)用于易位事件

2、的研究中。主要內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　1.利用MEMS微加工工藝和聚焦離子束(Strata FIB201)微細(xì)加工平臺制備單個固態(tài)納米孔。首先利用標(biāo)準(zhǔn)的硅加工工藝制備形成50μm×50μm正方形大小的Si3N4自支撐膜。隨后，利用聚焦離子束加工平臺發(fā)出的高能Ga+離子將氮化硅懸空膜擊穿，制備納米孔。綜合spot和circle兩種模式，可以根據(jù)需求制備出直徑60nm以上的圓形納米孔，對制備出的納米孔孔徑進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)具有

3、較好的重復(fù)性、穩(wěn)定性和一致性，并將制備的固態(tài)納米孔應(yīng)用于易位信號的檢測。
　　2.利用雙束型聚焦離子束(DB-FIB)加工系統(tǒng)和氦離子顯微鏡(HIM)平臺在100nm和30nm兩種膜厚的氮化硅懸空膜上對納米孔的制備進行優(yōu)化，雙束型聚焦離子束加工系統(tǒng)可以實現(xiàn)直徑10～60 nm之間納米孔的制備，氦離子顯微鏡可以實現(xiàn)了直徑2～60 nm之間納米孔的制備，彌補了單束型聚焦離子束制備納米孔的不足，完善了納米孔孔徑的范圍，可以滿足各類分子易

4、位實驗的研究，并為納米電極的制備和加工提供了堅實的基礎(chǔ)、經(jīng)驗和前提。
　　3.利用MEMS微加工工藝和雙束型聚焦離子束加工系統(tǒng)及氦離子顯微鏡平臺制備出集成孔內(nèi)納米孔電極的納米孔。在具有表面金線的氮化硅懸空膜上，利用雙束型聚焦離子束和氦離子顯微鏡對50 nm厚、5μm線寬的金線進行刻蝕。通過兩次初步刻蝕和一次精細(xì)刻蝕后最終形成長約50 nm、寬約10nm的納米金線。再以PECVD蒸鍍一層100 nm厚的氮化硅作為絕緣層，將納米金線覆