基于激光的单颗粒微电极制备装置

本发明涉及微电极制备，特别是涉及基于激光的单颗粒微电极制备装置。

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，提供一种基于激光的单颗粒微电极制备装置。

2、一种基于激光的单颗粒微电极制备装置，所述单颗粒微电极制备装置包括：

3、操作平台，所述操作平台用于放置颗粒体；

4、激光器，所述激光器具有初始投射路径，所述激光器被配置为沿着所述初始投射路径投射激光，投射的所述激光被配置为用于融化连接材料，融化的所述连接材料被配置为用于将所述颗粒体导电连接在提供的探针上。

5、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备装置包括：

6、显微镜，所述显微镜具有观测路径，所述激光器沿着所述显微镜的观测路径向所述颗粒体投射所述激光。

7、在其中一个实施例中，所述激光器的初始投射路径与所述显微镜的观测路径重合。

8、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备装置包括：

9、折射组件，所述折射组件位于所述操作平台和所述激光器之间，所述激光器的初始投射路径与所述显微镜的观测路径呈角度，所述折射组件用于将所述激光器投射的激光折射至所述显微镜的观测路径，并沿着所述显微镜的观测路径向所述颗粒体投射。

10、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备装置包括：

11、微纳手，所述微纳手与所述探针控制连接，用于控制所述探针相对于所述颗粒体移动。

12、在其中一个实施例中，所述操作平台具有操作台面，所述操作台面上划分为多个颗粒定位区，每个所述颗粒定位区用于定位一个所述颗粒体，所述微纳手用于控制不同的所述探针依次运动至不同的所述颗粒定位区，朝向不同的所述颗粒体移动。

13、在其中一个实施例中，所述单颗粒微电极制备装置包括：

14、平移组件，所述平移组件与所述显微镜控制连接，用于控制所述显微镜依次运动至不同的所述颗粒定位区，使得所述显微镜的观测路径对准不同的所述颗粒体。

15、在其中一个实施例中，所述激光器为飞秒激光器，所述飞秒激光器投射的激光为飞秒激光。

16、在其中一个实施例中，所述连接材料为涂覆在所述探针的尖端的金属涂层，所述探针的尖端和所述颗粒体通过融化的金属涂层导电连接。

17、在其中一个实施例中，所述连接材料为涂覆在所述探针的尖端的粘接涂层，所述探针的尖端与所述颗粒体导电接触，所述探针通过融化的粘接涂层与所述颗粒体粘接固定。

18、上述基于激光的单颗粒微电极制备装置中，利用激光融化连接材料的过程中，并不需要真空环境，连接材料融化至冷却凝固的过程也不需要真空环境，因此，将探针和颗粒体导电连接的过程中，整个工艺过程不再需要真空环境，摒弃了借助于fib/sem系统的真空环境，在探针上沉积金属后完成单颗粒微电极的制备方案，不需要在每制备出一个单颗粒微电极后都需要更换探针，再次对fib/sem系统的操作室重新抽真空的步骤，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：

1.一种基于激光的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述单颗粒微电极制备装置包括：

2.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述单颗粒微电极制备装置包括：

3.根据权利要求2所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述激光器的初始投射路径与所述显微镜的观测路径重合。

4.根据权利要求2所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述单颗粒微电极制备装置包括：

5.根据权利要求2所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述单颗粒微电极制备装置包括：

6.根据权利要求5所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述操作平台具有操作台面，所述操作台面上划分为多个颗粒定位区，每个所述颗粒定位区用于定位一个所述颗粒体，所述微纳手用于控制不同的所述探针依次运动至不同的所述颗粒定位区，朝向不同的所述颗粒体移动。

7.根据权利要求6所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述单颗粒微电极制备装置包括：

8.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述激光器为飞秒激光器，所述飞秒激光器投射的激光为飞秒激光。

9.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述连接材料为涂覆在所述探针的尖端的金属涂层，所述探针的尖端和所述颗粒体通过融化的金属涂层导电连接。

10.根据权利要求1所述的单颗粒微电极制备装置，其特征在于，所述连接材料为涂覆在所述探针的尖端的粘接涂层，所述探针的尖端与所述颗粒体导电接触，所述探针通过融化的粘接涂层与所述颗粒体粘接固定。

技术总结
本发明涉及一种基于激光的单颗粒微电极制备装置，操作平台用于放置颗粒体，激光器具有初始投射路径，激光器被配置为沿着初始投射路径投射激光，投射的激光被配置为用于融化连接材料，融化的连接材料被配置为用于将颗粒体导电连接在提供的探针上。上述基于激光的单颗粒微电极制备装置中，利用激光融化连接材料的过程中，并不需要真空环境，连接材料融化至冷却凝固的过程也不需要真空环境，摒弃了借助于FIB/SEM系统的真空环境，在探针上沉积金属后完成单颗粒微电极的制备方案，不需要在每制备出一个单颗粒微电极后都需要更换探针，再次对FIB/SEM系统的操作室重新抽真空的步骤，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。

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