[发明专利]应力状态下纳米材料力电性能与显微结构测量装置和方法

权利要求书

1.应力状态下纳米材料力电性能与显微结构测量装置，其特征在于：

在一个表面镀绝缘漆的金属绝缘环上放置两个双金属片，双金属片由两种热膨胀系数不同的材料组成，所述的两个双金属片平行或呈V字形放置在金属绝缘环的同一平面上，每个双金属片的一端固定在金属绝缘环上面，另一端悬空在金属绝缘环内，两个双金属片的距离控制在0.002-1mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中一个双金属片换成弹簧片。

3.应用权利要求1所述装置进行应力状态下纳米材料力电性能与显微结构测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在衬底上沉积一层牺牲层，旋涂一层光刻胶，利用光刻产生线条图形或者薄膜，蒸镀纳米材料后将衬底超声清洗，得到纳米材料；

2)让上述应力状态下纳米材料力电性能与显微结构测量装置的双金属片一面均匀地涂一层薄胶，将双金属片的涂有薄胶的一面朝下，贴在垂直于纳米材料长度方向的衬底上，静置与衬底粘牢，腐蚀掉牺牲层，将双金属片连带纳米材料样品从衬底上释放下来，然后在去离子水内超声清洗除去杂质；

3)在经过步骤2)后载有纳米材料的上述应力状态下纳米材料力电性能与显微结构测量装置上旋涂一层光刻胶，光刻、曝光、显影，蒸镀一层金属薄膜电极在双金属片上，使纳米材料的两端夹在金属薄膜电极与双金属片的中间，超声清洗掉光刻胶，将金属薄膜电极用导线引出，连接到透射电镜样品杆上，置入透射电镜中；

4)通过透射电镜找到纳米材料中感兴趣的区域，给透射电镜样品杆加热和通电，随着热台温度的升高，在通电的同时，双金属片由于热膨胀系数不同向外侧或内侧横向弯曲，固定在双金属片上的纳米材料被单向拉伸或压缩变形；

5)通过高分辨原位成像系统记录变形过程，同时通过样品杆的加电部分测量电学信号，从而来测量纳米材料在应力作用下的电学性能与微结构的相关性。