[发明专利]图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构的装置和方法

权利要求书

1.一种图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构的装置，包括：成形系统；成形材料；基底；纳米结构诱导系统；微波固化系统，其特征是，所述成形系统由背板、支撑、图型化电极组成；成形材料是低粘度和高介电常数的液态热固性环氧树脂材料；基底是P型硅片；纳米结构诱导系统以图型化电极为直流电场的阳极，基底为直流电场的阴极，图型化电极位于基底的上方，其阳极与图型化电极相连，阴极与基底相连。

2.如权利要求1所述的图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构的装置，其特征是，所述直流电场的电压为20V-60V。

3.如权利要求1所述的图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构的装置，其特征是，所述微波固化系统的工作频率2.45GHz，输出功率100W-1000W，功率输出方式为连续式或脉冲式，固化时间20-100s，固化温度60-130℃。

4.一种采用权利要求1所述的图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构的制作方法，其特征是，包括如下步骤：

1）制作成形系统；

2）基底预处理

以P型硅片为基底，采用Silane对硅片基底进行分子自组装表面处理，使其表面具有疏水特性，降低表面亲水吸附性能；

3）涂铺成形材料

采用旋转涂铺工艺将粘度低于0.8Pa.s/25℃和介电常数高于5液态热固性环氧树脂材料均匀涂铺基底上，涂铺厚度100nm-300nm；

4）成形系统定位

成形系统与基底对准后下压，使成形系统的支撑与基底完全接触，并且保证模具与基底的平行；

5）诱导生成纳米结构

以图型化电极为阳极，基底为阴极，施加20V-60V直流电压，构成纳米结构诱导系统，诱导系统加上电压后，在图型化电极和基底间建立一个电场，成形材料在电场作用下产生静电作用力，静电力克服表面张力、分子内聚力、大气压力和成形材料薄膜自身重力，部分成形材料被向上吸引，形成纳米柱，在电场力的作用下纳米柱不断生长，直到与图型化电极接触，当静电力与表面张力、分子内聚力、大气压力和成形材料薄膜自身重力静电力达到平衡状态，在成形材料上复制出图型化电极纳米特征结构，实现电极特征图形到成形材料特征结构的转移；

6）纳米结构微波固化

微波固化系统的工作频率2.45GHz,输出功率100W-1000W，功率输出方式为连续式或者脉冲式；固化时间20-100s，固化温度60-130℃,经微波固化系统充分固化后生成所需的纳米结构；

7）脱模

关闭纳米结构诱导系统和微波固化系统，成形系统与制备的纳米结构以及基底相分离。

5.如权利要求4所述的图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构装置的制作方法，其特征是，所述步骤1）为以导电性电子束抗蚀剂或氧化铟锡ITO为基体材料，采用电子束直写和刻蚀工艺制作图型化电极，图型化电极制作完成后，在工作外表面涂覆一层脱模剂，通过背板将支撑和图型化电极组装在一起，图型化电极与基底间隙的大小通过更换不同高度的支撑来调整，其间隙介于100nm-600nm之间。

6.如权利要求4所述图型化电极诱导和微波固化制作纳米结构装置的制作方法，其特征是，所述步骤4）中，模具与基底平行，模具与基底的间隙均匀一致。