本项目原创性提出并建立了基于聚焦离子束应力引入技术(FIB-SIT)的微纳米结构加工方法。该新概念加工方法是利用和控制聚焦离子束致目标材料表面损伤(从而引入应力)以及一定程度的流体化,来实现微纳米结构的形变或重流成型。通过研究,聚焦离子束应力引入技术目前形成两个衍生方面,一是聚焦离子束应力引入致形变(FIB-SID),二是聚焦离子束流体化致重流(FIB-FIRF);还发现聚焦离子束应力引入技术具有广泛的材料适用性,目标加工材料可以是绝缘体、半导体、金属,涵盖单晶、多晶、非晶。本项目开发了基于聚焦离子束应力引入技术制备多样性微纳米结构的工程方法,加工出了多种材料的三维螺旋、纳米弦等结构,实现了良好的可控性和可重复性。螺旋结构的特征尺寸达到百纳米量级,纳米弦的特征尺寸小于10纳米。本项目还针对成型出的若干微纳米功能结构初样,如基于微纳米螺旋结构的弹簧、电感和互感,分别进行了机械特性和电学特性测试研究,展现了良好应用前景。总之,基于聚焦离子束应力引入技术的微纳米结构加工方法的提出和建立,是微纳米器件及系统制造方面的一项重要发展。
英文主题词Focused ion beam; nano-scale damage; stress-introducing; fluidization; three-dimensional micro/nano-structures