[发明专利]微纳流道器件、制备方法及其用于太赫兹近场检测装置

权利要求书

1.一种微纳流道器件，其特征在于，所述微纳流道器件用于太赫兹近场检测，所述微纳流道器件从上之下依次包括：

太赫兹近场增强薄膜层，其材质包括氮化硅膜、金-氮化硅膜或石墨烯-氮化硅膜中的一种，所述金-氮化硅膜包括镀金层和氮化硅层；所述氮化硅-石墨烯复合膜中上层为石墨烯，下层为氮化硅；

薄膜支撑层，其为具有一定厚度的硅制成，所述薄膜支撑层上设有至少一个贯穿的微孔；以及

基底层，其具有一定厚度，中部设有凹槽，所述凹槽用于容纳液体样液，所述基底层设有进液口和出液口，所述凹槽、所述进液口和所述出液口连通，形成微流道；

其中，进行工作的状态下，样液在所述基底层的凹槽内与所述太赫兹近场增强薄膜层接触。

2.根据权利要求1所述的微纳流道器件，其特征在于，所述氮化硅膜的厚度为10-30nm；和/或所述金-氮化硅膜中镀金层的厚度为2-10nm，氮化硅膜的厚度为10-20nm；和/或石墨烯-氮化硅膜中上层石墨烯层的层数为1-8层，下层氮化硅的厚度为10-20nm；

所述基底层为金属或塑料制成；优选地，所述金属为铝金属。

3.一种制备如权利要求1所述微纳流道器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取硅晶片作为薄膜支撑层，将硅晶片进行气相沉积，在硅晶片的一侧沉积形成氮化硅层；

(2)将硅晶片翻面，在另一侧进行刻蚀，形成贯穿的微孔，该微孔不贯穿氮化硅层，得到氮化硅膜-硅结构的薄膜支撑层；

(3)对基底层进行加工形成凹槽、进液口和出液口相连通的微流道，然后将基底层和薄膜支撑层粘合，得到氮化硅微纳流道器件；

或(4)将步骤(2)制得薄膜支撑层中氮化硅膜放入溅射镀膜机的真空腔进行溅射镀膜，采用金靶，即得金-氮化硅膜-硅结构的薄膜支撑层，再与基底层粘合，得到金-氮化硅微纳流道器件；

或(5)将石墨烯转移到步骤(2)制得薄膜支撑层的氮化硅膜表面，得石墨烯-氮化硅膜-硅结构的薄膜支撑层，再与基底层粘合，制得石墨烯-氮化硅微纳流道器件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)的气相沉积包括，将硅晶片放入加热炉中进行气相沉积，反应的条件是：沉积压力40Pa以下，二氯甲硅烷与氨流速比为1:10-20，温度在750-850℃，沉积时间10-30s；在硅晶片的一侧沉积10-30nm厚的氮化硅层；

或/和步骤(5)中的石墨烯转移过程方法包括：

1)将表面镀有PMMA薄膜的CVD铜基石墨烯铜基朝下的放入铜刻蚀液20～60min，刻蚀掉铜基；

2)用载玻片将石墨烯捞出，置于去水表面，等待5-30min，重复清洗多次；

3)用步骤(2)制得薄膜支撑层氮化硅层朝上捞起石墨烯，石墨烯无折叠，去除吸收石墨烯与基底之间的水分；

4)转移好的样品静置10-20min，蒸发水分，然后置于热板上，按照温度阶段性升高的顺序依次烘干，每个阶段的温度烘干一段时间；

5)待样品冷却到室温，放置于丙酮溶剂中放置10-20min，溶解掉石墨烯表面的PMMA，然后用丙酮、异内醇、水依次冲洗干净，即得石墨烯-氮化硅膜-硅结构的薄膜支撑层。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)刻蚀包括以下步骤：

1)沉积后，将硅晶片翻面，涂上光刻胶，加热90-120℃固化1-10min，形成胶层；

2)对胶层进行紫外线曝光1-5min，对曝光完的胶进行二次固化，加热90-120℃固化1-10min，曝光区域的胶再次变性；

3)用显影液将曝光区域外的光刻胶进行清洗；

4)用碱性溶液进行湿法刻蚀将硅晶片刻透，保留氮化硅膜；

5)用丙酮清洗剩余的胶，得到中开孔的氮化硅-硅结构。