[发明专利]一种透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法

说明书

一种透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，用研制的微机械装置在光学显微镜下对样品进行转移并用环氧树脂固定。配重、悬臂梁和操作工具之间用环氧树脂进行粘接固定，移动装置采用光学显微镜的三坐标微移动平台；将超声分散的样品转移到喷雾器装置中，采用喷雾的方式将样品均匀喷涂在铜网上；用微机械装置，在光学显微镜下将单个样品转移到原位纳米力学测试系统的拉伸装置上；用微机械装置的二级操纵工具蘸取环氧树脂，将其移动到样品粘接部位，将环氧树脂粘接的样品在室温下静置24h进行固化。本发明提供一种简单、低成本和无损的透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，实现了一维纳米材料透射电镜原位纳米力学拉伸测试方法。

技术领域

一种透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，涉及透射电镜原位纳米力学测试领域，特别涉及一维纳米材料原位纳米力学拉伸测试。

背景技术

硅由于储量丰富、无毒，具有优异的光电性能，广泛应用于半导体、微电子、光电子、太阳能电池等领域。碳化硅在高温、高压、高频、抗辐照半导体器件以及紫外探测器等方面具有广泛的应用。随着科技的发展，高性能装备要求高性能零件具有纳米级平面度和亚纳米级粗糙度，因此对高性能硅片和碳化硅基片要采用纳米精度制造方法。这种纳米级平面度和亚纳米级粗糙度已经接近物理加工的极限，要求研发新的超精密加工工艺与装备加工高性能零件。超精密加工机理要探索原子尺度材料变形、去除和损伤形成及演变机制。这种机理研究要采用透射电镜原位纳米力学测试方法，这在过去的传统测试中是无法实现的，因此原子尺度材料变形、去除及演变机制尚不清楚。透射电镜原位纳米力学测试方法是探索原子尺度材料变形、去除及演变机制的重要方法，但是操作难度极大。传统的透射电镜样品制备及操作方法难以完成透射电镜原位纳米力学测试及表征。

一维纳米材料原位透射电镜纳米力学拉伸测试的样品粘接，普遍采用的方法是利用聚焦离子束系统(FIB)对样品进行转移并焊接在原位纳米力学测试系统的微拉伸装置上，然后将微拉伸装置固定在原位纳米力学测试系统上在透射电镜中对样品进行拉伸。但是，该样品粘接方法复杂，成本高，FIB焊接过程中的Pt污染无法避免，对样品表面的成分和结构造成改变，从而严重影响样品的透射电镜表征和原位纳米力学性能的测试。此外，焊接之后的微拉伸装置不可重复使用，造成测试成本高。因此，研制一种可重复使用的样品粘接方法，对于透射电镜原位纳米力学测试是十分重要的，而且可以降低测试成本。

发明内容

本发明采用一种透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，用研制的微机械装置在光学显微镜下对样品进行转移并用环氧树脂固定，本发明提供一种简单、低成本和无损的透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，实现了一维纳米材料透射电镜原位纳米力学拉伸测试方法。

本发明的技术方案：

一种透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，用研制的微机械装置在光学显微镜下对样品进行转移并用环氧树脂固定。配重、悬臂梁和操作工具之间用环氧树脂进行粘接固定，移动装置采用光学显微镜的三坐标微移动平台；将超声分散的样品转移到喷雾器装置中，采用喷雾的方式将样品均匀喷涂在铜网上；用微机械装置，在光学显微镜下将单个样品转移到原位纳米力学测试系统的拉伸装置上；用微机械装置的二级操纵工具蘸取环氧树脂，将其移动到样品粘接部位，将环氧树脂粘接的样品在室温下静置24h进行固化。本发明提供一种简单、低成本和无损的透射电镜原位纳米力学拉伸测试样品粘接方法，实现了一维纳米材料透射电镜原位纳米力学拉伸测试方法。

样品为一维纳米材料。一维纳米材料，除了具有块体材料性质外，还具有不同于体材料的热学和力学等性能，在纳米电子器件、光电子器件以及新能源方面具有巨大的潜在的应用价值。