基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法

本发明涉及微电极制备，特别是涉及基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法。

背景技术：

1、现有技术中，单颗粒微电极的制备一般需要利用fib/sem系统(同时具有聚焦离子束和扫描电子显微镜的系统)进行操作，fib/sem系统的操作室内具有微纳操作器，微纳操作器用来夹持探针，在探针上沉积金属后完成单颗粒微电极的制备，每当一个单颗粒微电极制备完成后，需要更换操作室内的探针，然后将经过绝缘物质包覆的探针靠近颗粒，在探针上沉积金属后完成微电极制备。

2、但是，由于每次更换探针后都需要再次对fib/sem系统的操作室重新抽真空，导致制备过程耗时较长，常规情况下一个单颗粒微电极的制备过程至少需要一个小时的抽真空时间，并且，频繁打开操作室容易导致灰尘进入，污染操作室，进而导致系统的损坏。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法。

2、一种基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法，所述基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

3、将探针的尖端和颗粒体相互靠近，利用静电吸附力将所述颗粒体吸附在所述探针的尖端，利用静电吸附力实现所述探针的尖端和所述颗粒体的预连接；

4、将预连接的所述探针和所述颗粒体放入真空环境中，在真空环境中向所述探针的尖端和所述颗粒体实施金属沉积处理，在所述探针的尖端和所述颗粒体之间沉积导电连接物质，利用所述导电连接物质将所述探针的尖端和所述颗粒体导电连接。

5、在其中一个实施例中，所述金属沉积处理的处理时间控制在8分钟至12分钟。

6、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

7、提供图像获取装置，利用所述图像获取装置获取所述探针的尖端与所述颗粒体在所述金属沉积处理过程中的实时图像数据，利用所述实时图像数据判断所述探针的尖端与所述颗粒体的连接状态，当确定所述探针的尖端与所述颗粒体完成导电连接，停止金属沉积处理。

8、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

9、提供显微镜，将所述显微镜移动至所述颗粒体的上方，利用所述显微镜观测所述探针的尖端与所述颗粒体的预连接的实际状态，当确定所述探针的尖端与所述颗粒体完成预连接，控制所述探针携带所述颗粒体转移到真空环境中。

10、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

11、提供真空箱，所述真空箱具有真空腔室，将预连接的所述探针和所述颗粒体放入所述真空箱的真空腔室中，抽空所述真空腔室的气体，利用所述真空腔室构建所述真空环境。

12、在其中一个实施例中，将多个所述探针的尖端上均预连接一个所述颗粒体，控制多个所述探针携带所述颗粒体同时放入所述真空箱的真空腔室中，抽空所述真空腔室的气体，利用所述真空腔室构建所述真空环境，在所述真空腔室内实施金属沉积处理，在多个所述探针的尖端以及配合的所述颗粒体之间同时沉积导电连接物质，利用所述导电连接物质将多个所述探针的尖端和配合的所述颗粒体同时导电连接。

13、在其中一个实施例中，每次放入所述真空腔室中的吸附有所述颗粒体的所述探针的数量在5个至10个。

14、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

15、提供操作平台，将所述颗粒体放置在所述操作平台上，控制所述探针的尖端向所述颗粒体移动，进而实现所述探针的尖端和所述颗粒体的相互靠近。

16、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

17、提供微纳手，利用所述微纳手控制所述探针的尖端向所述颗粒体移动，当所述探针的尖端与所述颗粒体通过静电吸附力预连接后，利用所述微纳手控制所述探针携带所述颗粒体一同转移到真空环境中。

18、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

19、将所述操作平台的操作台面划分出多个颗粒定位区，利用每个所述颗粒定位区定位一个所述颗粒体，利用所述微纳手每次夹持一个所述探针移动至一个所述颗粒定位区，控制所述探针的尖端朝向配合的一个所述颗粒体移动，利用静电吸附力将配合的所述颗粒体吸附在所述探针的尖端，使得所述探针的尖端与配合的所述颗粒体形成一对一地预连接，然后利用所述微纳手控制所述探针携带配合的所述颗粒体一同转移到真空环境中；

20、重复上述操作，利用静电吸附力将多个所述探针的尖端上均吸附一个所述颗粒体，控制多个所述探针依次携带配合的一个所述颗粒体转移到真空环境中。

21、上述基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法，利用预连接的方式，可以一次性将多个探针上吸附有颗粒体，然后将多个吸附有颗粒体的探针一次性放入真空环境中，充分利用构建的真空环境，即每次构建的真空环境以前只能够制备一个单颗粒微电极，但是本申请的制备方法却能够同时制备多个单颗粒微电极，一次制备的单颗粒微电极的数量能够达到5至10个，制备效率提高了5到10倍，从制备原理的根本上解决了单颗粒微电极制备过程耗时长的技术问题，也根本上地解决了频繁打开操作室导致灰尘进入，污染操作室，导致系统损坏的问题。

技术特征：

1.一种基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述金属沉积处理的处理时间控制在8分钟至12分钟。

3.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

5.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，将多个所述探针的尖端上均预连接一个所述颗粒体，控制多个所述探针携带所述颗粒体同时放入所述真空箱的真空腔室中，抽空所述真空腔室的气体，利用所述真空腔室构建所述真空环境，在所述真空腔室内实施金属沉积处理，在多个所述探针的尖端以及配合的所述颗粒体之间同时沉积导电连接物质，利用所述导电连接物质将多个所述探针的尖端和配合的所述颗粒体同时导电连接。

7.根据权利要求6所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，每次放入所述真空腔室中的吸附有所述颗粒体的所述探针的数量在5个至10个。

8.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的单颗粒微电极制备方法，其特征在于，所述单颗粒微电极制备方法包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种基于静电吸附的单颗粒微电极制备方法，将探针的尖端和颗粒体相互靠近，利用静电吸附力将颗粒体吸附在探针的尖端，利用静电吸附力实现探针的尖端和颗粒体的预连接，将预连接的探针和颗粒体放入真空环境中，在真空环境中向探针的尖端和颗粒体实施金属沉积处理，在探针的尖端和颗粒体之间沉积导电连接物质，利用导电连接物质将探针的尖端和颗粒体导电连接。利用预连接的方式可以一次性将多个探针上吸附有颗粒体，然后将多个吸附有颗粒体的探针一次性放入真空环境中，充分利用构建的真空环境，同时制备多个单颗粒微电极，从制备原理的根本上解决了单颗粒微电极制备过程耗时长的技术问题，以及频繁打开操作室导致灰尘进入的问题。技术研发人员：李哲,左安昊,方儒卿受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/1/13