[发明专利]一种晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法

权利要求书

1.一种晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将待加工的块体材料加工成一端为针尖状并达到微米级的微米棒；

2）对微米棒的针尖部分进行晶体取向分析，根据分析结果在微米棒针尖部分选择适合加工的晶粒，然后采用镓离子束将适合加工的晶粒加工成具备晶体取向及尺寸可控的纳米针尖；

通过调控镓离子束参数条件调控产物晶体取向及尺寸，调控镓离子束参数条件包括调控镓离子束束流、镓离子束与针尖之间的角度、加速电压以及加工时间；

其中，先利用1nA~3 nA的镓离子束束流对微米棒的针尖部分进行粗加工，再利用5 pA以内的镓离子束束流对其进行细加工，制得纳米级的针尖尖端；

粗加工时，镓离子束与微米棒针尖部分轴向成30^o夹角，加工出形状为四棱锥形，锥角为60^o的纳米针尖；

细加工时，采用镓离子束束流对四棱锥的每个面再次加工，去除粗加工过程中离子损伤以及加工出纳米级的针尖尖端；

步骤2）采用纳米级加工精度的FIB系统制备纳米针尖。

2.根据权利要求1所述的晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法，其特征在于，步骤1）中采用机械切割及磨抛法制备微米棒。

3.根据权利要求2所述的晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法，其特征在于，先将待加工的块体材料通过机械切割成尺寸适合的长方体，再对长方体进行手工磨抛，制得一端具有微米级针尖部分的微米棒。

4.根据权利要求1所述的晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法，其特征在于，采用FIB系统制备纳米针尖，具体包括以下步骤：

a）将微米棒插入压头座中并固定，微米棒粗端直径与压头座匹配；

b）将带有微米棒的压头座放入FIB真空舱内，采用FIB系统中EBSD探头对微米棒尖端部分的晶体取向进行分析测试，筛选出微米级晶粒。

5.根据权利要求4所述的晶体取向及尺寸可控的纳米针尖的制备方法，其特征在于，借助体视显微镜将微米棒插入压头座中，并采用金属热固胶将微米棒固定在压头座中，微米棒的针尖部分保留在压头座外部。