[发明专利]方解石通道纳米流控技术

说明书

描述了一种用于在纳米流体器件中制造方解石通道的方法。在基板上涂覆光致抗蚀剂，之后将光致抗蚀剂的一部分以通道图案曝光于电子束。将光致抗蚀剂的曝光部分显影以形成通道图案，并且使用方解石前体气体将方解石沉积在通道图案中。沉积的方解石包括至少一个具有在大约50至100纳米范围内的长度的侧面。移除在将光致抗蚀剂的曝光部分显影之后留下的光致抗蚀剂。

优先权要求

本申请要求2017年8月9日提交的美国专利申请号15/673,147的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本说明书涉及纳米流控技术，并且更具体地用于岩石物理应用。

背景

使用强化采油方法以增加可以从油田抽提的原油的量。在小尺度(在纳米或微米量级的通道尺寸)，流体可能表现得不同，因为诸如表面张力的因素开始在系统中起主要作用。在更好地理解在小尺度的流体行为的情况下，可以改善强化采油方法以从烃源岩或储层抽提甚至更多的油。已经开发了可以复制在地下储层中发现的条件的微流体模型以观察、评价和理解油抽提和采收中的物理和化学现象。

概述

本公开描述了制造用于纳米流控技术的方解石通道的方法。在本文中描述的主题的某些方面可以作为方法实施。在纳米流体器件中制造方解石通道。在基板上涂覆光致抗蚀剂，并且将光致抗蚀剂的一部分以通道图案曝光于电子束。将光致抗蚀剂的曝光部分显影以形成通道图案，并且使用方解石前体气体将方解石沉积在通道图案中。沉积的方解石包括至少一个具有在大约50至100纳米(nm)范围内的长度的侧面。移除在将光致抗蚀剂的曝光部分显影之后留下的光致抗蚀剂。

这个和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个。基板可以是硅。光致抗蚀剂可以是负性光致抗蚀剂，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或SU-8。将光致抗蚀剂显影可以包括使用溶剂将光致抗蚀剂溶解并且使基板的一部分显露。用于将光致抗蚀剂溶解的溶剂可以是丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、乳酸乙酯或二丙酮醇。在纳米流体器件中制造方解石通道可以包括将器件包装在外壳中。外壳可以包括：包括窗口的顶部，用于支撑器件的底部，使流体能够进入器件的入口连接件，和使流体能够离开器件的出口连接件。窗口可以是导电且光学透明的材料，如氮化硅(SiN)。

在本文中描述的主题的某些方面可以作为系统实施。系统包括纳米流体器件、用于器件的外壳和用于提供电子束的电子源。器件包括：包括基板的底部和包括方解石通道结构的顶部。方解石通道结构包括至少一个具有在大约50至100nm范围内的长度的侧面。这个和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个。基板可以是硅。电子源可以是扫描电子显微镜(SEM)。外壳可以包括：包括窗口的顶部，用于支撑器件的底部，使流体能够进入器件的入口连接件，和使流体能够离开器件的出口连接件。窗口可以是导电且光学透明的材料，如SiN。

本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和描述中给出。根据说明书、附图和权利要求书，该主题的其他特征、方面和优点将会变得明显。

附图说明

图1是示出根据一个实施方式的一种用于制造纳米流体器件的示例方法的示意图。

图2A是示出根据一个实施方式的一种示例纳米流体器件的示意图的横截面图。

图2B是示出根据一个实施方式的一种示例纳米流体器件的示意图的顶视图。

图3是示出根据一个实施方式的一种示例纳米流体器件系统的示意图。

图4是根据一个实施方式的一种用于制造纳米流体器件的示例方法的流程图。

在各个附图中相似的附图标记和名称表示相似的要素。

详述