[发明专利]一种定向无源自驱动薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种定向无源自驱动薄膜及其制备方法。所述定向无源自驱动薄膜的制备方法，包括步骤：在基底上沉积金属薄膜；采用激光刻写技术在金属薄膜上刻写定向无源自驱动图案；对刻写有定向无源自驱动图案的金属薄膜进行湿法刻蚀，得到定向无源自驱动薄膜；所述定向无源自驱动图案包括多个首尾连接的定向无源自驱动图案单元；每个所述定向无源自驱动图案单元包括：宽度逐渐增大的驱动区、与所述驱动区连接且宽度逐渐减小的收缩区，其中所述驱动区的长度比所述收缩区的长度长。本发明通过激光刻写技术结合湿法刻蚀方法，制备得到具有悬切边缘的定向无源自驱动薄膜，整个制备过程不需要掩模，制备工艺十分简单、方便。

技术领域

本发明涉及微纳制造领域，尤其涉及一种定向无源自驱动薄膜及其制备方法。

背景技术

自然界中存在许多具有各向异性表面结构的生物，其表面表现出典型的对液体操控的方向性的差异，比如沙漠甲虫，蜘蛛丝，仙人掌和猪笼草,由于其表面上特殊的微纳结构进而展现了优良的定向输运能力。

近年来，表面微结构的构筑引起了广泛的研究兴趣。主要是受到上述生物微纳结构的启发，目前国内外已有的仿生集水技术，例如，目前基于沙漠甲壳虫，仙人掌和猪笼草的集水原理设计微纳米结构，已经实现了前所未有的液滴生长和运输；有研究成功制造了具有可控纺锤体几何形状的人造蜘蛛丝，并显示出优异的集水能力；已经实现在人造猪笼草表面把水从内侧定向输送到外侧。然而，从微纳米加工的角度讲，在设计和制造仿生结构则相对比较复杂，而且加工灵活性比较低，开发能够超越大自然并能灵活精准的实现定向无源自驱动、长距离输运的人工结构是目前面临的主要问题。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种定向无源自驱动薄膜及其制备方法，旨在解决现有在制备定向无源自驱动的人工结构时的工艺方法复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，包括步骤：

在基底上沉积金属薄膜；

采用激光刻写技术在金属薄膜上刻写定向无源自驱动图案；

对刻写有定向无源自驱动图案的金属薄膜进行湿法刻蚀，得到定向无源自驱动薄膜；

所述定向无源自驱动图案包括多个首尾连接的定向无源自驱动图案单元；

每个所述定向无源自驱动图案单元包括：宽度逐渐增大的驱动区、与所述驱动区连接且宽度逐渐减小的收缩区，其中所述驱动区的长度比所述收缩区的长度长。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述基底为玻璃片、石英片、硅片中的一种。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述金属薄膜为钛薄膜。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述钛薄膜的厚度为20-200nm。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述在基底上沉积金属薄膜所采用的沉积工艺为离子溅射沉积工艺、电子束蒸发沉积工艺、热蒸镀沉积工艺、激光脉冲沉积工艺、磁控溅射沉积工艺中的一种。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述激光刻写技术为激光直写技术；

所述激光直写技术的刻写参数为：激光功率1-10mW；激光脉宽0.1-10ms。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述湿法刻蚀的刻蚀液为氟化氢溶液。

所述的定向无源自驱动薄膜的制备方法，其中，所述湿法刻蚀的时间为10-60min。