[发明专利]一种在弹性衬底上制备微纳结构的方法

权利要求书

1.一种在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在刚性衬底上制备金属层，然后在金属层表面制备相应的金属或介质微纳结构；

步骤二，制备出具有纳米级平整度的弹性衬底；

步骤三，将弹性衬底施加预拉伸至合适应力，与步骤一形成的结构紧密贴合，利用金属层与刚性衬底粘附力低的特点，将金属或介质微纳结构以及金属层从刚性衬底上转移至弹性衬底；

步骤四，腐蚀金属层后，缓慢释放弹性衬底上预拉伸的应力，而应力释放后，弹性衬底收缩，可使分离的纳米结构间隙减小，制备出不同间隙的二维纳米结构；或使微米尺寸的结构因受力而隆起，形成三维立体结构。

2.如权利要求1所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：步骤四中，在弹性衬底上制备出不同间隙的纳米结构的方法为：

4.1)采用预拉伸的弹性衬底从刚性衬底上直接转移下附有金属或介质纳米结构的金属层；

4.2)腐蚀整层金属层后，缓慢释放弹性衬底上预拉伸的应力，在原施加的拉力方向上，分离的纳米结构间隙会因弹性衬底收缩而减小，通过控制弹性衬底的预定拉伸比(弹性衬底被拉伸的长度除以其原始长度)，可在弹性衬底上制备出不同间隙(甚至是10nm及以下)的二维金属或介质纳米结构。

3.如权利要求1所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：步骤四中，在弹性衬底上制备三维立体结构的方法为：

将弹性衬底施加预拉伸至合适应力，直接转移下附有微纳结构的金属层，腐蚀掉整层金属层后，缓慢释放弹性衬底上预拉伸的应力，微结构因受到力作用而隆起，从而形成三维立体结构。

4.一种在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在刚性衬底上制备金属层，然后在金属层表面制备相应的金属或介质微纳结构；

步骤二，制备出具有纳米级平整度的弹性衬底；

步骤三，将弹性衬底与步骤一形成的结构紧密贴合，利用金属层与刚性衬底粘附力低的特点，将金属或介质微纳结构以及金属层从刚性衬底上转移至弹性衬底；

步骤四：腐蚀金属层后，可在弹性衬底上制备出二维微纳结构。

5.如权利要求1或4所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：步骤一中，在刚性衬底上制备金属层，然后在金属层表面制备相应的金属或介质微纳结构的方法为：

1.1)在刚性衬底上制备金属层；

1.2)在金属层上利用胶制备微纳结构图案；

1.3)在上述样品表面上形成金属或介质薄膜，其中金属或介质薄膜厚度小于胶厚度；

1.4)剥离掉胶及其胶上部的金属或介质薄膜后，可在刚性衬底附有的金属层膜上制备出金属或介质微纳结构。

6.如权利要求1或4所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：步骤二中，获得纳米级平整度的弹性衬底方法为：

将制备弹性衬底的前驱体(包括主体和固化剂)混合并搅拌均匀，涂覆于刚性衬底抛光后的平整表面，在真空皿中抽真空除掉气泡，固化后切割成需要的尺寸并取下，即可得到具有纳米级平整度的弹性衬底。

7.如权利要求5所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：在制备出微纳结构图案的样品表面上形成金属或介质薄膜，还包括利用蒸发或溅射方法加厚金属或介质薄膜的步骤。

8.如权利要求6所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：还包括步骤：通过控制弹性衬底的预定拉伸比，来调控微结构隆起的程度，从而制备出不同立体的三维结构；所述微纳结构可以选择为桥状结构、金字塔状结构、棚屋状结构或微流体通道结构。

9.如权利要求1或4所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法，其特征在于：所述金属层采用银膜、金膜、钯膜或铂膜等金属膜；所述刚性衬底采用抛光后的硅片、石英片或氧化硅片等衬底；所述金属薄膜为金膜、钯膜或铂膜，其厚度范围为20-200nm；所述介质薄膜为二氧化钛、氧化硅、氮化硅、氧化锆、氧化钽或氟化镁，其薄膜厚度为20-200nm。

10.一种二维或三维的金属或介质微纳结构或器件，其特征在于，所述微纳结构或器件是按照权利要求1或4所述的在弹性衬底上制备微纳结构的方法所制备得到。