[发明专利]一种纳米管道的封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，具体是一种纳米管道的封装方法。

背景技术

近年来，微流控芯片(Microfluidic chip)技术在疾病诊断、药物筛选、环境检测等领域的研究与应用日益广泛，在降低生物试剂成本、提高效率、改善分析精度，提高生物学、医学研究水平等方面起到了重要作用。随着技术的发展，生物医学研究与应用已开始在分子、DNA、蛋白质层次展开，微流控技术已难以满足在分子水平上对样品进行更小尺度、更小剂量、更高灵敏度的检测分析等需求，因此更小尺度的芯片技术——“纳流控”开始成为新的关注热点。

纳流管道是指尺寸处于原子或分子量级的微小通道，至少有一维尺寸在纳米级。由于可达到超高分辨率和超高灵敏度，纳流管道在流体特性分析、单分子分析、超高速核酸分子测序、分子筛、生物膜离子通道模拟、药物疏运、电池、纳控晶体管等领域显示出重要的潜在应用前景。

封装技术是纳米管道制作过程中要解决的难点问题之一。在加工有纳米沟道的Si基片上面覆盖一层玻璃，并实现两者的有效封装，才能最终完成纳米管道的制作。在以往的纳米管道封装中，曾采用溅射的方法，但采用这种方法需要真空环境及复杂的设备，实现困难。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种带有纳米管道的Si基片与玻璃之间的一种封装方法。

本发明技术方案为：

一种纳米管道的封装方法，将洗净后的Si基片与富含钠离子的玻璃片叠放在一起，加热至430～470摄氏度，并在玻璃片和Si基片上施加850V～950V的直流电压，Si基片为正极，玻璃片为负极。

优选方案为：加热至450摄氏度；在玻璃片和Si基片上施加900V的直流电压；所述玻璃片为富含钠离子的玻璃。

本发明原理是：在电压作用时，玻璃中的Na+将向负极方向漂移，在紧邻硅片的玻璃表面形成耗尽层，耗尽层宽度约为几微米。耗尽层带有负电荷，硅片带正电荷，硅片和玻璃之间存在较大的静电引力，使二者紧密接触，去掉电压后该电场也不会消失。另外，在比较高的温度下，紧密接触的硅/玻璃界面会发生化学反应，形成牢固的化学键，如Si-O-Si键等。

本发明具有如下优点：

工艺和设备简单，不需要特殊环境和复杂，且不使用任何粘合剂；

结合面内部应力小，由于使用的玻璃是一种富含阳离子的玻璃，其膨胀系统与硅相近，避免封装之后结合面热应力过大；

结合强度高，可以达到材料本身的强度。

附图说明

图1为本发明原理图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明。

实施例1：如图1所示，本发明提供一种纳米管道的封装方法，将需要封装的带有纳米管道6的Si基片3、玻璃片2清洗干净，跟金属片4一起放置在加热平台5上加热至430摄氏度，在Si基片3和玻璃片2之间施力900V的直流电压，其中Si基片3放置在金属片4上，金属片4接电源正极，导电棒1接电源负极与玻璃片2点接触。加热5分钟之后，会在Si基片和玻璃片之间形成一个牢固的结合面，从而完成Si基片上纳米管道的封装。本实施例中玻璃片2可使用厦门福芯微电子科技有限公司生产的Pyrex7740玻璃，该玻璃富含钠离子。

实施例2：本实施例与实施例1的区别为：加热温度为450摄氏度，加热时间为3分钟，在Si基片和玻璃之间施加850V的直流电压，其他条件与实施例1相同。

实施例3：本实施例与实施例1的区别为：加热温度为470摄氏度，加热时间为3分钟，在Si基片和玻璃之间施加950V的直流电压，其他条件与实施例1相同。