[发明专利]一种纳米连接装置和纳米线连接方法

权利要求书

1.一种纳米连接装置，其特征在于，包括：真空腔（101）、电子束发射及调控模块（102）、电子束物镜（103）、纳米操作装置、近场光发生装置、保护气体引入装置（105）、工控机和显示装置（108）；所述纳米操作装置包括：粗定位样品台（201）、精定位样品台（202）、第一运动机构（203）和第二运动机构（204）；所述近场光发生装置包括：光纤探针和AFM探针；其中，所述光纤探针与所述第一运动机构（203）相连，所述AFM探针与所述第二运动机构（204）相连，所述精定位样品台（202）与所述粗定位样品台（201）相连接，所述电子束物镜（103）、所述纳米操作装置均位于所述真空腔（101）内部，所述保护气体引入装置（105）和所述电子束发射及调控模块（102）分别与所述真空腔（101）相连接，所述电子束物镜（103）与所述电子束发射及调控模块（102）相连接，所述工控机适于所述真空腔（101）、所述电子束发射及调控模块（102）、所述电子束物镜（103）、所述纳米操作装置和所述保护气体引入装置（105）的控制，所述显示装置（108）适于显示所述真空腔（101）内设定的区域；所述第二运动机构（204）具有3个旋转自由度和1个平动自由度；所述粗定位样品台（201）具有两个旋转自由度和三个相互垂直的平动自由度，所述粗定位样品台（201）的其中一个所述旋转自由度适于带动所述精定位样品台（202）转动，所述粗定位样品台（201）的另一个所述旋转自由度适于使所述精定位样品台（202）倾斜。

2.一种纳米线连接方法，其特征在于，采用包括权利要求1所述的纳米连接装置，所述纳米线连接方法包括：

S1：获取纳米颗粒和纳米线分散于硅片表面的基底；

S2：将所述基底固定于精定位样品台（202）上，调节电子束物镜（103）和电子束发射及调控模块（102），移动样品台进行所述基底的定位；

S3：调节所述电子束物镜（103）和所述电子束发射及调控模块（102），移动样品台对目标纳米线进行定位；

S4: 调节所述电子束物镜（103）和所述电子束发射及调控模块（102），利用执行端操作装置带动执行端对所述目标纳米线进行移动；

S5：调节所述电子束物镜（103）和所述电子束发射及调控模块（102），利用纳米操作装置对目标纳米颗粒进行定位;包括：增大电子束物镜（103）的放大倍数，调节电子束发射及调控模块（102）；控制所述精定位样品台（202）运动，使所述目标纳米颗粒在显示装置（108）上呈现出清晰的成像；

S6: 调节所述电子束物镜（103）和所述电子束发射及调控模块（102），移动执行端操作装置带动执行端对所述目标纳米颗粒进行移动；

S7：开启近场光发生装置，采用近场光作为热源，采用所述目标纳米颗粒作为焊剂，对所述纳米线进行连接。

3.根据权利要求2所述的纳米线连接方法，其特征在于，所述S2步骤包括：调节粗定位样品台（201），使所述基底移动至设定位置；调节所述精定位样品台（202）、电子束物镜（103）和所述电子束发射及调控模块（102），直至使所述目标纳米线和和所述目标纳米颗粒在显示装置（108）上呈现出清晰的成像。

4.根据权利要求2所述的纳米线连接方法，其特征在于，所述S3步骤包括：调节所述粗定位样品台（201）的旋转自由度，使所述精定位样品台（202）倾斜；调节所述精定位样品台（202），使目标纳米线位于成像视图的中央；增大电子束物镜（103）的放大倍数，调节电子束发射及调控模块（102），使所述目标纳米线在显示装置（108）上呈现出清晰的成像。

5.根据权利要求4所述的纳米线连接方法，其特征在于，所述S4步骤包括：缩小电子束物镜（103）的放大倍数，调节电子束发射及调控模块（102）；控制所述第二运动机构（204），使AFM探针不断接近所述目标纳米线，直至使所述AFM探针的针尖和所述目标纳米线均在显示装置（108）上呈现出清晰的成像；利用所述AFM探针的针尖推动所述目标纳米线，将不同的所述目标纳米线的首尾两端相对接。