技术领域
本发明涉及微纳材料制造领域，具体讲是一种制造微纳尺寸同轴管的方法。
背景技术：
微纳结构是一种微米或纳米尺度的材料结构，微纳结构阵列是一种微米或纳米尺度的排列有序的材料结构，材料可以是金属、陶瓷、半导体或有机材料，具有特定的电学、磁学、光学和力学特性及功能，应用于各种微电子和光电芯片制造、精密机械加工及医学器材领域。而微纳尺寸同轴管特指在微米和纳米尺度的金属、半导体或陶瓷同轴管结构。
微区电解沉积技术是一种基于扫描探针技术（SPT）的微纳加工技术，其原理是采用口径在微纳尺寸的微电解导管作为电解液的补给源，实现微区电化学沉积生长。微区电解沉积系统由计算机和电路放大器、压电杆（或精密马达和驱动轴）、微电解导管及充于微电解导管中的电解液组成。计算机和电路放大器提供并控制三路电压输出,每路电压驱动一个压电杆（或精密马达）,改变三路电压输出值就可以使固定于X、Y、Z轴的三根压电杆（或马达驱动轴）交点处的微电解导管作三维运动，同时控制微电解导管中电解液的电位进行材料的微区电沉积，实现三维微纳结构的电沉积生长；工作原理类似于3D打印机，可参考专利US7955486。
微区电解沉积技术由于结合了SPT类似的压电控制技术，可以对材料生长位置（即微电解导管出口点）在三维空间进行高精度控制,如:在导电的硅衬底上生长有序排列的纳米金属柱等。因此，微区电解沉积技术是一种新颖的三维直写式微纳结构生长技术，可用于制造三维微纳结构及其阵列。
微电解导管是微区电解沉积系统（采用了微区电解沉积技术的系统）的关键部件，目前使用的微电解导管均为玻璃拉制的普通单层管，生长过程中直接形成的是实心的柱状或丝状微纳结构。当用上述技术制备管状结构时，目前采用三维书写丝状绕制的方法，其效率和控制精度低。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：克服以上现有技术的不足，提供一种高效率、高控制精度的用普通单层玻璃微电解导管直接制备微纳尺寸同轴管的方法。
本发明的技术解决方案如下：一种制造微纳尺寸同轴管的方法，它包括以下步骤:
1）提供一个导电基板和三个不同尺寸内径(D1,D2,D3)的用于微区电解沉积的微电解导管，且D1<D2<D3；
2）采用微区电解沉积系统，用内径为D1的微电解导管在导电基板上电沉积A材料的柱状结构，柱的直径为D1；
3）围绕直径为D1的A材料的柱状结构，用内径为D2的微电解导管在导电基板上电沉积与直径为D1的A材料的柱状结构同轴的B材料的直管状微纳结构；由于内芯有直径为D1的A材料的柱状结构,所以单独看B材料的结构为直管状微纳结构,整体上看B材料的直管状微纳结构包覆在A材料的柱状结构上形成外层为B材料内芯为A材料的实心柱结构。
4）围绕步骤3）中制得的外径为D2的B材料直管状微纳结构，用内径为D3的微电解导管在导电基板上用材料A电沉积与B材料直管状微纳结构同轴的直管状微纳结构，即得到微纳尺寸同轴管。由于内芯有外层为B材料内芯为A材料的实心柱结构,所以单独看A材料的结构为直管状微纳结构,整体上看是含有B材料夹心层的A材料的实心柱结构。
所述的D1为10nm-200μm；所述D2为50nm-200μm，D3为100nm-500μm，其中D1<D2<D3。
作为优选，微纳尺寸同轴管端部平整，所述微纳尺寸同轴管的长度为100nm-1cm。
作为优选，可根据需要利用A材料和B材料的可溶性差异将B材料的直管状微纳结构溶解或利用A材料和B材料的化学特性差异将B材料的直管状微纳结构腐蚀，得到由材料A内芯柱、空心层以及与材料A内芯柱同轴的材料A套管组成的带空心层的微纳尺寸同轴管。
作为优选，可根据需要采用由多个微电解导管排列而成的阵列按照步骤1）至步骤4）的方法，在导电基板上同步制造出微纳尺寸同轴管阵列。
本发明的有益效果是：与三维书写丝状绕制的方法制备管状结构相比，该技术有更高的效率和控制精度，可应用于制备微纳尺寸的同轴电缆传输线等微型电子部件。可采用由多个微电解导管排列而成的微电解导管阵列同时按照步骤1）至步骤5）的方法，在导电基板上生长制造微纳尺寸同轴管阵列，进一步提高了效率和控制精度；本发明还可以根据本技术方案的方法制造包含更多层结构的微纳尺寸同轴管及其阵列满足不同需求。
附图说明
图1为本发明微电解导管的结构示意图。
图2为本发明导电基板和A材料柱状结构示意图。
图3为本发明形成B材料直管状微纳结构示意图。
图4为本发明微纳尺寸同轴管示意图。
图5为带空心层微纳尺寸同轴管示意图。
如图所示：1、微电解导管，1.1、微电解导管出口，2、导电基板，3、A材料柱状结构，4、B材料直管状微纳结构，5、A材料直管状微纳结构。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
按照以下步骤制造微纳尺寸同轴管:
1）结合图1-图5，提供一个导电基板2和三个不同尺寸内径(500nm,1.2μm,2μm)的用于微区电解沉积的微电解导管1；
2）借助计算机控制的微区电解沉积系统，用内径为500nm的微电解导管1在导电基板上电沉积金属材料钨的柱状结构3，柱状结构3的直径为500nm；微电解导管1作为微区电解沉积系统的一个主要部件，微电解导管1能补给电解液，在微电解导管1的出口1.1处能在导电基板上电沉积所需的材料，计算机能够高精度的控制微电解导管的在三维空间的出口位置，最后电沉积生长出所需形状的微纳结构，工作原理类似于3D打印机。
3）围绕直径为500nm的金属钨的柱状结构3，用内径为1.2μm的微电解导管1在导电基板2上电沉积与直径为500nm的金属钨的柱状结构3同轴的金属铜的直管状微纳结构4；由于内芯有直径为500nm的金属钨的柱状结构,所以单独看金属铜的结构为直管状微纳结构,整体上看金属铜的直管状微纳结构4包覆在金属钨的柱状结构3上形成外层为铜内芯为钨的实心柱结构。
4）围绕步骤3）中制得的外径为1.2μm的金属铜直管状微纳结构4，用内径为2μm的微电解导管1在导电基板2上用材料钨电沉积与金属铜直管状微纳结构4同轴的直管状微纳结构5，即得到微纳尺寸同轴管。由于内芯有外层为铜内芯为钨的实心柱结构,所以单独看最外层金属钨的结构为直管状微纳结构5,整体上看是含有金属铜夹心层的金属钨的实心柱结构。
所述微纳尺寸同轴管端部平整，所述微纳尺寸同轴管的长度设为50μm。
作为优选，可根据需要利用金属钨和金属铜的化学特性差异将金属铜的直管状微纳结构4腐蚀，得到由金属钨内芯柱、空心层以及与金属钨内芯柱同轴的金属钨套管组成的带空心层的微纳尺寸同轴管。
作为优选，可根据需要采用由多个微电解导管1排列而成的阵列同时按照步骤1）至步骤4）的方法，在导电基板上制造出微纳尺寸同轴管阵列。