用离子束使一维或二维纳米结构无移动弯曲的方法
【专利摘要】本发明的目的是提供用离子束使一维或二维纳米结构无移动弯曲的方法，其中通过使用离子束使所述一维或二维纳米结构弯曲成不同形状，使得在不需要移动例如使纳米结构旋转的情况下可改变弯曲方向。本发明的使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法是其中通过照射离子束(10)使具有一维或二维形状的纳米结构(20)弯曲的弯曲方法，其涉及根据所述离子束(10)的能量控制所述纳米结构(20)的弯曲方向，或者根据所述纳米结构(20)的粗细或厚度控制所述纳米结构(20)的弯曲方向。
【专利说明】用离子束使一维或二维纳米结构无移动弯曲的方法
【技术领域】
[0001]本发明描述了使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法(movement-free bending method)。
[0002]纳米技术总地指通过在纳米单位(I(T9m)的世界中控制原子或分子产生超细装置或新材料的技术。最近，纳米技术已广泛应用于例如装置和新材料制造的领域。因为对纳米机器人(nanorobot)等的需求和兴趣逐渐增加,所以积极进行了使基于纳米单元的物体变形的更广泛的研究。
[0003]—般来说，通过向物体施加机械力导致物体的变形，然而，在纳米单元的世界中，由于难以实施将机械力施加于物体的操作或者在施加力期间固定并支撑物体的操作，所以进行了与一般物体变形方法角度不同的方法。其中，例如，一种方法是使用离子束的变形方法。韩国专利 N0.0215218 (1999 年 5 月 21 日发布的 “Manufacturing method of fieldemitter metal tip using ion beam transformation method”,下文中称为现有技术 I)公开了其中通过使离子束撞击金属发射体来使金属发射体的上部变形成尖端形状的技术。现有技术I中描述的变形是物体表面上区域单元的变形，现有技术I的方法不需要复杂的工艺，例如沉积、蚀刻等，另外，其能够得到金属尖端的期望形式。
【背景技术】
[0004]从完全不同于上述现有技术I中的变形(即，区域单元的变形)的角度，还进行了使用离子束的用于使一维或二维纳米结构弯曲和变形的一些研究。韩国专利N0.0767994 (2007 年 10 月 11 日发布的 “Deformation method of nanometer scalematerial using a particle beam and nano tool thereby，，,下文中称为现有技术 2)公开了通过使粒子束照射到纳米尺度材料上使纳米尺度材料能够朝向粒子束源方向弯曲的技术。特别地，现有技术2中的该方法可有效地用于使条的或具有凸起的纳米结构弯曲和变形。
[0005]然而，在现有技术2的情况下，因为纳米结构的弯曲方向具有与粒子束方向相同的方向，所以需要反复操作(例如，用粒子束照射、使纳米结构旋转等)以改变纳米结构的弯曲方向。在这种情况下，为了在真空下使微米尺寸的纳米结构旋转，需要非常精确的控制，使得其花费很长时间。此外，即使进行了旋转，也很难精确地返回到之前的位置，使得难以精确地产生在期望方向上的弯曲变形。
[0006]因此，在使用离子束进行纳米结构的弯曲变形的情况下，越来越需要能够在不移动(例如使纳米结构旋转)的情况下改变弯曲方向的新技术。
[0007][现有技术文件]
[0008][专利文件]
[0009]1.韩国专利 N0.0215218 (1999 年 5 月 21 日发布的 “Manufacturing method offield emitter metal tip using ion beam transformation method，，)
[0010]2.韩国专利 N0.0767994(2007 年 10 月 11 日发布的 “Deformation method ofnanometer scale material using a particle beam and nano tool thereby，，)
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]本发明的目的是提供使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法，其能够在不需要移动(例如使纳米结构旋转)的情况下弯曲并改变弯曲方向。
[0013]技术解决方案
[0014]在一个总的方面，本发明提供了使用离子束(10)的用于一维或二维纳米结构(20)的无移动弯曲方法，其中根据离子束(10)的能量控制纳米结构(20)的弯曲方向。可通过用具有使纳米结构(20)朝向离子束源方向(S)弯曲的能量的高能量离子束(11)和具有使纳米结构(20)向离子束前进方向(going direction) (P)弯曲的能量的低能量离子束(12)反复并交替地照射来调节纳米结构(20)的弯曲方向和形状。
[0015]在另一个总的方面，本发明提供了使用离子束(10)的用于一维或二维纳米结构(20)的无移动弯曲方法，其中根据纳米结构(20)的厚度控制纳米结构(20)的弯曲方向。可在用离子束(10)照射时，纳米结构(20)形成以下形状，所述形状包括具有朝向离子束源方向(S)弯曲的厚度的窄宽度部分(N)和具有向离子束前进方向弯曲的厚度的宽宽度部分(W)，使得离子束(10)可照射在包括窄宽度部分(N)和宽宽度部分(W)的纳米结构(20)上，从而形成其中弯曲方向对于纳米结构(20)的延伸方向发生改变的形状。可以以其厚度逐渐改变的形状形成纳米结构(20)。
[0016]纳米结构(20)可以是选自纳米管、纳米线、悬臂和薄膜中的至少一种。
[0017]可在离子束(10)与纳米结构(20)之间形成孔(35)，可在除孔(35)之外的部分处提供阻断离子束(10)前进的离子束阻断物(30)，使得通过离子束阻断物(30)，离子束(10)可仅照射在纳米结构(20)的一部分上。离子束阻断物(30)可具有在其中形成的至少一个孔(35)。离子束阻断物(30)可具有可变位置。
[0018]离子束(10)可具有可变照射位置。
[0019]纳米结构(20)可具有一维形状，可使一对离子束(10)照射在纳米结构(20)上，可形成所述一对离子束(10)以便于各自垂直于纳米结构(20)的延伸方向并且彼此正交。
[0020]有利效果
[0021]根据本发明，对于一维或二维纳米结构，例如纳米管、纳米线、悬臂、薄膜等，可通过反复使用使纳米结构朝向离子束源方向弯曲的高能量离子束和使纳米结构向离子束前进方向弯曲的低能量离子束，在不移动纳米结构(例如使其旋转)或不改变纳米结构位置的情况下使纳米结构朝向目的方向弯曲和变形。如上所述，因为通过在形成纳米结构的过程期间实施不移动(不动)可基本省略精确控制工作，例如在纳米结构移动期间或在纳米结构移动之后离子束照射位置的重调，所以可大大节约进行上述工作所必需的资源，例如时间、工作者、成本等。
[0022]此外，根据本发明，可实现成形而不担心对特定部分(例如，纳米结构的末端部分)的损坏。此外，根据本发明，因为如上所述大大节约了成形工作(例如弯曲)所花费的时间，所以可非常快速地大量生产具有期望形式的纳米结构。【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1示出了通过离子束照射使纳米结构弯曲的实验结果。
[0024]图2示出了根据离子束能量差的弯曲差异。
[0025]图3示出了根据纳米结构厚度差的弯曲差异。
[0026]图4至8示出了使用离子束阻断物的弯曲形状改变的实施方案。
[0027]图9示出了使用彼此正交的一对离子束的在三维空间中弯曲形状改变的实施方案。
[0028]**主要元件的详述**
[0029]10:离子束20:纳米结构
[0030]11:高能量离子束12:低能量离子束
[0031]30:离子束阻断物35:孔
[0032]40:目标物体
【具体实施方式】
[0033]下文中， 将参照附图详细描述具有上述构造的根据本发明实施方案的使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法。
[0034]首先，将参照图1描述通过离子束照射使纳米结构弯曲的现象。
[0035]由最近的研究发现，当使离子束照射在纳米结构上时，纳米结构弯曲的方向根据离子束能量和纳米结构的厚度改变。即，观察到这样的现象:当使能量大于任意特定离子束能量值的离子束照射在纳米针上时，纳米针朝向离子束源方向弯曲，当使能量小于特定离子束能量值的离子束照射在纳米针上时，纳米针向离子束前进方向弯曲。图1示出了一系列照片，其示出了本 申请人:在ZnO纳米针的相同区域上进行实验的实验结果，同时改变离子束加速电压。在图1中，每张照片中由圆圈指示的部分表示样品的相同纳米针。通过这些部分，可在实验进程中示踪各个纳米针的形状改变。图1中由I和2指示的纳米针通常指示示出以下方面的纳米针:在用低能量离子束照射的图1(A)和I(C)中它们向离子束前进方向(图1中的箭头方向)弯曲，在用高能量离子束照射的图1(B)和I(D)中它们朝向离子束源方向(图1中与箭头相反的方向)弯曲。
[0036]首先，参照图1 (A)，可理解，当使通过具有预定参考或更小的加速电压产生的低能量离子束与基底表面平行地照射在纳米针上时，纳米针的杆(stem)部分(即，厚部分)以向下的方向(离子束前进方向)弯曲，纳米针的末端部分(即，薄部分)以向上的方向(离子束源方向)弯曲。
[0037]接着，参照图1 (B)，可理解，当使通过具有预定参考或更大的加速电压产生的高能量离子束照射在以如图1(A)的向下方向弯曲的纳米针上时，纳米针的杆部分(在图1(A)中以向下的方向(离子束前进方向)弯曲)也朝向离子束源方向(即，相反方向)弯曲。因此，换言之，首先发现即使通过低能量离子束以离子束前进方向弯曲的纳米结构也可通过向其照射高能量离子束再次向原始方向(即，为离子束源方向的相反方向)弯曲。
[0038]当使低能量离子束再次照射在纳米针上时，观察到杆部分再次以离子束前进方向弯曲，末端部分再次朝向离子束源方向弯曲，如图1(C)所示。当使高能量离子束又再次照射在纳米针上时，杆部分再次朝向离子束源方向弯曲，如图1(D)所示。即，可再次理解，可通过使低能量离子束照射在使用高能量离子束以特定方向弯曲的纳米结构上使纳米结构以与所述特定方向相反的方向弯曲，并且反之亦然(高能量离子束照射和低能量离子束照射)。
[0039]由实验结果可理解，当使离子束照射在纳米结构上时，纳米结构的弯曲方向可根据能量差异(高能量离子束与低能量离子束的实验结果的差异)或纳米结构的厚度差异(纳米针的杆部分与末端部分的实验结果的差异)来改变。
[0040]在上述技术例如现有技术2等中，存在这样的困难:因为仅使用在粒子束例如离子束照射时纳米结构朝向粒子束源方向弯曲的现象，所以在试图改变纳米结构弯曲方向等的情况下需要使纳米结构精确移动。在这种情况下，基于来自可根据照射离子束能量或纳米结构厚度调节弯曲方向而不移动纳米结构的实验结果的理念，本发明建议在使纳米结构绝对不移动(不动)的同时产生期望方向上的弯曲变形的方法。
[0041]使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法可根据离子束(10)的能量控制纳米结构(20)的弯曲方向，所述无移动弯曲方法是通过用离子束(10)照射使具有一维或二维形状的纳米结构(20)弯曲的弯曲方法。更具体地，通过用具有使纳米结构
(20)朝向离子束源方向⑶弯曲的能量的高能量离子束(11)和具有使纳米结构(20)向离子束前进方向(P)弯曲的能量的低能量离子束(12)反复并交替地照射来调节纳米结构
(20)的弯曲方向和形状。
[0042]图2是示出根据离子束的能量差异改变弯曲方向的概念视图。如图2所示，当使离子束(10)照射在纳米结构(20)上，用通过高于预定参考的加速电压产生的具有(相对)高能量的高能量离子束(11)照射时，纳米结构(20)朝向离子束源方向(即，由⑶指示的离子束源方向)弯曲，如图2(A)所示；当用通过低于预定参考的加速电压产生的具有(相对)低能量的低能量离子束(12)照射时，纳米结构(20)以离子束前进方向(由(P)指示)弯曲，如图2(B)所示。
[0043]此处，因为将高能量与低能量分开的参考根据离子束的离子种类、纳米结构的材料、纳米结构的形状例如厚度等(以下描述)等改变，所以其不由任意一个值确定。当使任意离子束照射在任意纳米结构上时，如果纳米结构朝向离子束源方向弯曲，则在这种情况下离子束是“高能量离子束”;如果纳米结构以离子束前进方向弯曲，则在这种情况下是“低能量离子束”。即，例如高能量和低能量的表达可以是相对概念(相对于彼此高或低)，其可以是根据(用对应的离子束照射后)纳米结构弯曲方向确定的结果表达。
[0044]作为一个特定实例，用于图1实验的离子束是Ga离子束，ZnO纳米针的厚度为约10nm，得到了这样的结果:当离子束能量为5keV至15keV时，纳米针以离子束前进方向弯曲，当能量为30keV时，纳米针朝向离子束源方向弯曲。S卩，在图1的实验中，“高能量离子束”是具有30keV能量的离子束，“低能量离子束”是具有5keV至15keV能量的离子束。当然，这仅是一个实例，当改变纳米针的材料、厚度等或者改变离子束的种类时，可不同地改变对应于“高能量离子束”和“低能量离子束”的能量值。即，图1的实验条件仅是一个实例，本发明不限于此。
[0045]使用离子束的用于一维或二维纳米结构的无移动弯曲方法可根据纳米结构(20)的厚度控制纳米结构(20)的弯曲方向，所述无移动弯曲方法是通过用离子束(10)照射使具有一维或二维形状的纳米结构(20)弯曲的弯曲方法。更具体地，当用离子束(10)照射时，纳米结构(20)形成以下形状，所述形状包括朝向离子束源方向(S)弯曲的某厚度的窄宽度部分(N)和以离子束前进方向弯曲的某厚度的宽宽度部分(W)，其中形成了这样的形状，通过使离子束(10)照射在具有窄宽度部分(N)和宽宽度部分(W)的纳米结构(20)上使弯曲方向对于纳米结构(20)的延伸方向发生改变。
[0046]图3是示出根据纳米结构的厚度改变弯曲方向的概念视图。如图3所示，使离子束(10)照射在具有窄宽度部分(N)和宽宽度部分(W)的任意纳米结构(20)上后，无论是否使用相同的离子束，弯曲方向都根据纳米结构(20)的厚度改变。参照图3，当使任意离子束(10)照射在具有改变厚度的纳米结构(20)上时，纳米结构(20)的薄厚度的部分(即，窄宽度部分(N))通过离子束(10)朝向离子束源方向(S)弯曲，纳米结构(20)的厚厚度的部分(即，宽宽度部分(W))通过相同离子束(10)以离子束前进方向(P)弯曲。即，即使离子束(10)相同，离子束(10)也可根据纳米结构(20)的厚度起使纳米结构以离子束源方向
(S)弯曲的高能量离子束的作用，相反地，可起使纳米结构以离子束前进方向(P)弯曲的低能量离子束的作用。
[0047]与上述的将闻能量与低能量分开的参考类似，因为将窄宽度与宽宽度分开的参考也根据离子束的离子种类、纳米结构的材料、离子束的能量等改变，所以其不由任意一个值确定。当使任意离子束照射在任意纳米结构上时，如果纳米结构朝向离子束源方向弯曲，则纳米结构的厚度是“窄宽度”，如果纳米结构以离子束前进方向弯曲，则纳米结构的厚度是“宽宽度”。即，与例如高能量和低能量的表达类似，例如窄宽度和宽宽度的表达可以是相对概念(相对于彼此大或小)，其可以是根据(用任意离子束照射后)纳米结构弯曲方向确定的结果表达。
[0048]也可形成其中其厚度逐渐改变的形状的纳米结构(20)。特别地，在如图3㈧所示形状朝向末端逐渐变细的情况下，当使具有适当水平能量的离子束(10)照射纳米结构(20)时，纳米结构(20)在其宽宽度部分(W)中以离子束前进方向(P)弯曲，对于窄宽度部分(N)朝向离子束源方向(S)弯曲，从而制成钩形状，如图3(B)所示。如上所述，当应用根据本发明的方法时，可在不改变离子束(10)的能量、位置等并且不任何移动纳米结构(20)的情况下容易且快速地形成了复杂的结构(例如如图3所示的钩形状)。
[0049]当综合归纳图2和3的描述时，可理解当使离子束照射在纳米结构上时，两个变量即[离子束能量]和[纳米结构厚度]在纳米结构的弯曲方向中起到关键作用。在本发明中，纳米结构(20)是一维或二维结构，例如纳米管、纳米线、悬臂、薄膜等。
[0050]也就是说，根据本发明的方法，通过使离子束能量照射在纳米结构上同时适当改变([离子束能量]可变调节)、使具有适当水平能量的一种离子束照射在具有可变厚度的纳米结构上([纳米结构厚度]可变调节)、或者使适当改变的离子束能量照射在具有可变厚度的纳米结构上([离子束能量]可变和[纳米结构厚度]可变调节)的方法，可自由调节纳米结构的弯曲方向而不对纳米结构进行任何移动。通过使离子束适当地照射在具有基本形状的纳米结构(例如纳米管、纳米线、悬臂、薄膜等)上，可容易地制造设计者希望的多种形状而不对纳米结构进行任何移动。
[0051]下文中，将描述不同地应用如上所述通过改变离子束能量等控制纳米结构弯曲方向的根据本发明的方法的实施方案。特别地，在图4至8中，还使用离子束阻断物(30)，使得可控制弯曲形状更详细的改变。[0052]如图4所示，设置在离子束(10)与纳米结构(20)之间的离子束阻断物(30)具有在其中形成的孔(35)，其用来在除孔(35)之外的部分处阻断离子束(10)前进。因此，当使用离子束阻断物(30)时，可通过离子束阻断物(30)使离子束(10)仅照射在纳米结构(20)的一部分上。当然，如果通过孔(35)照射的离子束(10)是高能量离子束(11)，则纳米结构(20)朝向离子束源方向(S)弯曲，如图4(A)所示；如果通过孔(35)照射的离子束(10)是低能量离子束(12)，则纳米结构(20)以离子束前进方向⑵弯曲，如图4(B)所示。
[0053]如上所述，通过使用离子束阻断物(30)使离子束(10)能够仅照射在纳米结构
(20)期望位置的一部分上，可得到以下优点。根据现有技术，当使离子束照射直到纳米结构的末端部分上以使纳米结构末端部分能够面向离子束源方向时，纳米结构的末端部分被离子束损坏，使得在其中需要维持纳米结构末端部分结构的情况下有问题。然而，在使用上述离子束阻断物(30)的情况下，通过防止纳米结构(20)末端部分免于被离子束(10)照射，基本防止了对末端部分的损坏，可通过经由孔(35)照射的离子束(10)使纳米结构(20)以期望方向弯曲。
[0054]此外，通过允许离子束阻断物(30)的位置变化，可控制弯曲形状的详细改变。图5和6示出了通过改变离子束(10)能量和改变离子束阻断物(30)的位置，各自形成铲形状(图5)和钩形状(图6)的实施方案。
[0055]将描述图5的实施方案。首先，对于如图5(A)所示的具有棒形状的纳米结构(20)，如图5(B)所示使用离子束阻断物(30)使高能量离子束(11)仅照射在特定部分上。然后，纳米结构(20)在用高能量离子束(11)照射的部分处朝向离子束源方向(即，基于图5向上的方向)弯曲。接着，如图5(C)所示通过使离子束阻断物(30)向纳米结构(20)的末端方向移动改变孔(35)的位置，然后用低能量离子束(12)照射。然后，纳米结构(20)在用低能量离子束(12)照射的部分处以离子束前进方向(即，向下的方向)弯曲。最后，如图5(D)所示，在通过使离子束阻断物(30)向纳米结构(20)的末端方向进一步移动来改变孔(35)的位置之后，再次用低能量离子束(12)照射。然后，纳米结构(20)进一步在用低能量离子束(12)照射的部分处以离子束前进方向(即，向下的方向)弯曲，从而完成是期望形状的伊形状。
[0056]将描述图6的实施方案。首先，对于如图6(A)所示的具有棒形状的纳米结构(20)，如图6(B)所示使用离子束阻断物(30)使低能量离子束(12)仅照射在特定部分上。然后，纳米结构(20)在用低能量离子束(12)照射的部分处以离子束前进方向(即，基于图6向下的方向)弯曲。接着，如图6(C)所示通过使离子束阻断物(30)向纳米结构(20)的末端方向移动改变孔(35)的位置，然后用高能量离子束(11)照射。然后，纳米结构(20)在用高能量离子束(11)照射的部分处朝向离子束源方向(即，向上的方向)弯曲。最后，如图6(D)所示在通过使离子束阻断物(30)向纳米结构(20)的末端方向进一步移动改变孔
(35)的位置之后，再次用高能量离子束(11)照射。然后，纳米结构(20)在用高能量离子束(11)照射的部分处进一步朝向离子束源方向(即，向上的方向)弯曲，从而完成是期望形状的钩形状。
[0057]图7示出了使用离子束阻断物(30)使纳米结构(20)的末端部分匹配以便面向期望位置同时不破坏纳米结构(20)的末端部分的方法。
[0058]假设如图7所示的情况，其中存在目标物体(40)，试图使纳米结构(20)的末端部分精确定向于目标物体(40)，特别是，目标物体(40)上的目标位置(图7中的开口)。特别地，纳米结构(20)的末端部分具有尖锐形状，条件是不破坏该尖锐形状。在这种情况下，假设纳米结构(20)的末端部分最初在低于目标物体(40)的目标位置的位置处，如图7(A)所示。
[0059]然后，如图7(B)所示在首先使用离子束阻断物(30)阻断离子束以使其不照射在纳米结构(20)的末端部分上之后，首先用高能量离子束(11)照射，从而使纳米结构(20)朝向离子束源方向(即，向上的方向)弯曲。在该过程中，如果纳米结构(20)的末端部分直接面向期望方向，则这时完成工作，但是当纳米结构(20)过弯时，纳米结构(20)的末端部分可面向高于目标物体(40)的目标位置的位置。
[0060]然后，如图7(C)所示，通过其中如原样设置离子束阻断物(30)的状态下用低能量离子束(12)照射，纳米结构(20)以离子束前进方向(即，向下的方向)弯曲。
[0061]同样地，通过反复进行高能量离子束(11)照射(使纳米结构(20)以向上的方向弯曲)和低能量离子束(12)照射(使纳米结构(20)以向下的方向弯曲)数次，最后，纳米结构(20)的末端部分可准确地面向目标物体(40)的目标位置，如图7(D)所示。在该过程中，因为通过离子束阻断物(30)使离子束根本不照射在纳米结构(20)的末端部分上，所以根本不破坏纳米结构(20)的末端部分的尖锐形状。此外，可通过如上所述的高能量离子束
(11)和低能量离子束(12)反复并交替地照射来自由改变纳米结构(20)的弯曲方向，使得不需要施加使纳米结构(20)旋转的移动以使纳米结构(20)以另一方向弯曲，从而使施工性能最大化。此外，因为在该过程中不需要改变离子束的照射位置，所以一般根本不需要机械移动，纳米结构(20)可自由且精确地弯曲和改变。
[0062]图8示出了另一种形状的离子束阻断物(30)的实施方案。在图8的实施方案中，离子束阻断物(30)设置有多个孔(35)。虽然图4至7的实施方案示出了其中在离子束阻断物(30)中形成单个孔(35)的实施例，但是离子束阻断物(30)可如上所述设置有至少一个孔(35)。
[0063]在如图8所示离子束阻断物(30)设置有多个孔(35)的情况下，可在不移动离子束阻断物(30)时通过改变离子束(10)的照射位置容易地制造复杂的形状。首先，对于如图8(A)所示具有棒形状的纳米结构(20)，如图8(B)所示使低能量离子束(12)通过离子束阻断物(30)的内孔(35)照射。然后，纳米结构在用低能量离子束(12)照射的部分处以离子束前进方向(即，向下的方向)弯曲。接着，如图8(C)所示使离子束的照射位置以纳米结构(20)的末端方向移动，使高能量离子束(11)通过外孔(35)照射。然后，纳米结构(20)在用高能量离子束(11)照射的部分处朝向离子束源方向(即，向上的方向)弯曲。最后，如图8(D)所示使离子束的照射位置以纳米结构(20)的末端方向进一步移动，再次用高能量离子束(11)照射。然后，纳米结构(20)在用高能量离子束(11)照射的部分处进一步朝向离子束源方向(即，向上的方向)弯曲，从而完成钩形状。
[0064]虽然上述图6示出了形成钩形状的过程，但是该过程使用具有在其中形成的单个孔(35)的离子束阻断物(30)，使得需要移动离子束阻断物(30)的过程。然而，在图8的情况下，在离子束阻断物(30)中形成了多个孔(35)，仅需要使照射位置改变至孔(35)的期望位置，使得不需要对于改变离子束阻断物(30)的位置所需的精确控制等，从而使得加工过程更容易。可通过将适当的位置改变程序输入到离子束照射设备来容易地实施离子束的照射位置的改变和能量调节。特别地，当使用该方法时，在其中形成多个孔(35)的离子束阻断物(30)充当模具，使得可快速地大量制造具有相同形状的纳米结构(20)。
[0065]根据如上所述的本发明，适当地改变离子束阻断物(30)或离子束(10)的照射位置，从而使得其可精确地、容易地并快速地大量制造期望形状。
[0066]图9示出了使用彼此正交的一对离子束在三维空间中的弯曲形状改变的实施方案。假设如图9(A)所示的具有棒形状沿y轴延伸的纳米结构(20)，如果使X轴方向和z轴方向的一对离子束(10)(高能量离子束(11)或低能量离子束(12))适当地照射在纳米结构(20)上，则纳米结构(20)根据离子束(10)的能量在三维空间中弯曲。
[0067]如上所述，当纳米结构(20)是一维形状时，使与纳米结构(20)的延伸方向(图9实施方案中的y轴)垂直并且形成以便于与彼此正交(图9实施方案中的X轴和z轴)的一对离子束(10)各自照射在纳米结构(20)上，使得纳米结构(20)可在三维空间中面向期望方向。当然，虽然图9示出了其中一对离子束(10)由高能量离子束(11)和低能量离子束(12)构造的实施方案，但是该一对离子束(10)可仅有高能量离子束(11)构造，可仅有低能量离子束(12)构造，等等。因此，可不同地改变该一对离子束(10)的构造。
[0068]本发明不限于上述实施方案，但是可进行不同的应用，本发明可由本发明所属领域技术人员进行不同修改，而不偏离权利要求书中要求保护的本发明的主旨。
[0069]工业实用性
[0070]根据本发明，因为可基本省略精确控制工作，例如在纳米结构移动期间或纳米结构移动之后离子束照射位置的重调，所以可大大节约进行上述工作所必需的资源，例如时间、工作者、成本等。此外，在不担心损坏特定部分例如纳米结构的末端部分的情况下可实现成形。此外，因为如上所述大大节约了成形工作例如弯曲所花费的时间，所述可非常快速地大量生产具有期望形式的纳米结构。
【权利要求】
1.一种用离子束(10)使一维或二维纳米结构(20)无移动弯曲的方法，其中 根据所述离子束(10)的能量控制所述纳米结构(20)的弯曲方向。
2.如权利要求1所述的方法，其中通过用具有使所述纳米结构(20)朝向离子束源方向(S)弯曲的能量的高能量离子束(11)和具有使所述纳米结构(20)向离子束前进方向(P)弯曲的能量的低能量离子束(12)反复并交替地照射来调节所述纳米结构(20)的所述弯曲方向和形状。
3.一种用离子束(10)使一维或二维纳米结构(20)无移动弯曲的方法，其中 根据所述纳米结构(20)的厚度控制所述纳米结构(20)的弯曲方向。
4.如权利要求3所述的方法，其中在用所述离子束(10)照射时，所述纳米结构(20)形成以下形状，所述形状包括具有朝向离子束源方向(S)弯曲的厚度的窄宽度部分(N)和具有向离子束前进方向弯曲的厚度的宽宽度部分(W)，使得所述离子束(10)照射在包括所述窄宽度部分(N)和所述宽宽度部分(W)的所述纳米结构(20)上，以由此形成其中所述弯曲方向对于所述纳米结构(20)的延伸方向发生改变的形状。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述纳米结构(20)形成为其厚度逐渐改变的形状。
6.如权利要求1或3所述的方法，其中所述纳米结构(20)是选自纳米管、纳米线、悬臂和薄膜中的至少一种。
7.如权利要求1或3所述的方法，其中在所述离子束(10)与所述纳米结构(20)之间形成孔(35)，在除所述孔(35)之外的部分处设置有阻断所述离子束(10)前进的离子束阻断物(30)，使得通过所述离子束阻断物(30)使所述离子束(10)仅照射在所述纳米结构(20)的一部分上。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述离子束阻断物(30)中形成有至少一个孔(35)。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述离子束阻断物(30)具有可变的位置。
10.如权利要求1或3所述的方法，其中所述离子束(10)具有可变的照射位置。
11.如权利要求1或3所述的方法，其中所述纳米结构(20)具有一维形状，使一对离子束(10)照射在所述纳米结构(20)上，以及 形成所述一对离子束(10)，使得各自与所述纳米结构(20)的延伸方向垂直并且彼此正交。
【文档编号】B82B3/00GK103619752SQ201280028955
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年12月6日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】金达铉, 李确周, 安商丁 申请人:韩国标准科学研究院