弹性力时便维持平衡状态，并保持一个较高的隧穿电流。当减小外加电压后，静电引力会减小，同时微纳米线相互分离，由于静电引力的减小速度和微纳米线弹性力的减小速度，以及隧穿电流的减小，使得回路电流变化并不是沿着增加电压时的趋势下降，而是有一个明显的滞后存在，这也是本发明微机电开关的主要理论依据。
[0025]微纳米线高度和微纳米线的直径直接影响微纳米线发生形变后所提供的弹性力的大小。若形变位移量确定，微纳米线高度与直径之比越大，所提供弹性力越小，想要达到高回路电流位，即开关闭合，所需外电压(开关的闭合电压)就越小，但是微纳米线高度与直径之比有不可太大，会导致微纳米线弹性力不足，开关触点容易粘附，且微纳米线机械性能会下降，降低开关寿命。
[0026]作为优选，所述微纳米线的直径为50nm?50 μ m，高度为直径10?100倍。进一步优选，所述微纳米线的高度为其直径25倍。
[0027]微纳米线高度和直径不单独限定，一般高度与直径比大于10左右，小于100 (实验经验)，高度和直径还受与两线间的距离和微纳米线的材质制约。
[0028]作为优选，两根纳米线之间的距离为1nm?5 μ m。
[0029]由于微纳米线的机械性能不能满足要求，进一步优选，所述微纳米线的外包覆有绝缘层，且微纳米线顶端部分裸露出绝缘层外作为开关触点。通过在纳米线的外包覆有绝缘层可以提升整个结构的机械强度，提高开关寿命。
[0030]通过控制包覆绝缘层的薄厚来调节开关主体的机械性能。本发明中绝缘层为可以为氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、二氧化硅等等类似物。
[0031]为达到上述作用效果，所述绝缘层的厚度为100?500nm，作为优选，所述绝缘层的厚度为300nmo
[0032]为解决纳米柱顶端生长的触点粘附问题，作为优选，所述开关触点处设有触点模块，该触点模块通常由熔点高于1500°C的金属材料制备得到，不仅保证了开关稳定性，也解决了触点粘附问题。作为优选，所述触点模块铂Pt、钯Pd、钌Ru、铑Rh、锝Tc、铬Cr、钨W、钼Mo等材料制备得到。
[0033]作为优选，所述的三维微/纳机电开关还包括固定层，所述固定层用于将所述微纳米线固定在基底电极上。用于支撑和固定微纳米线，以增强其稳定性。
[0034]为保证三维微/纳机电开关能够正常工作，所述的固定层由绝缘材料制备得到。且固定层采用的绝缘材料与上述绝缘层采用的绝缘材料相互独立，可以相同，也可以不同，无特殊要求。
[0035]进一步为达到固定效果，所述固定层的厚度为I?5 μπι，相当于把微纳米线的买入固定层中。对于两个不同的微纳米线，为节省材料可以形成相互独立隔离的固定层；为便于制备，也可以形成整块连接的固定层。
[0036]本发明还提供了一种三维微/纳机电开关的制备方法，该制备方法可以用于制备上述三维微/纳机电开关，具体包括如下步骤:
[0037](I)在具有绝缘层的基底上制备两个相互隔离的基底电极；
[0038]使用酒精对绝缘层的基底表面清洗，去除表面杂物，在绝缘层上涂覆一层光刻胶，烘干，再在紫外光刻机下将掩膜板上的电极图形转移到绝缘层上；然后，通过磁控溅射或是电子束蒸发等方法在绝缘层上先沉积一层铬，再沉积一层金、银或是铜，显影后即得到基底电极。
[0039](2)采用电化学沉积法在各个基底电极上制备微纳米线，即得到所述的三维微/纳机电开关。
[0040]本发明三维微/纳机电开关的三维微纳米线结构是利用基于电化学沉积原理的微纳结构制作技术。三维微纳结构制造系统主要由控制系统、系统移动平台(即三维移动平台)、显微镜、玻璃微管以及外部直流电源组成，系统移动平台采用程序控制下压电驱动，分辨率可以达到纳米尺度。具体制备过程如下:
[0041](2-1)采用金属线引出玻璃基板上的电极，与外部直流电源负极/地线相连接，将基底放置于三维移动平台上固定；
[0042](2-2)在玻璃微管内注入待沉积微纳米线材料前驱体，将毛细管垂直固定，尖端朝下，将带有基底电极的基片水平置于毛细管下方，使得毛细管与基底电极所在平面垂直，另一端将连接有外部直流电源正极的金属丝插入玻璃微管液体中；
[0043]本发明中的材料前驱体根据微纳米线的材质选择，为待制作微纳米线材质的无机盐溶液或是配合物溶液等；
[0044]本发明中的玻璃微管通过激光融化拉升装置拉制得到，外径为1mm，内径为
0.5mm，顶端呈现口径为十纳米到几百微米(1nm?200 μ m)的尖端。
[0045](2-3)调节三维移动平台确定生长位置，通过调控三维移动平台(基底电极)各方向移动速度和外部直流电压控制生长微纳米线的尺寸和形貌，微纳米线的生长即可完成。整个生长过程是在LABVIEW编写的多步生长程序控制下完成。
[0046]根据制备的微纳米线的形状、材质以及制备环境设定生长过程中三维移动平台的移动方式，包括移动速度和移动方向，其中移动速度必须与微纳米线的生长速度相匹配。
[0047]本实施例中制备直线型微纳米线，材质为铜，相应的确定生长位置后，在之后的生长过程中三维移动平台的向下移动，通常在温度为25°C，湿度为30?50% RH的环境下纳米线生长速度为0.15?0.25 μ m/s。作为优选，移动速度为0.18 μ m/s。
[0048]作为优选，所述的制备方法还包括在基底上形成固定层以将所述的微纳米线竖直固定在基底电极上。通过在基底上形成固定层以将所述的微纳米线竖直固定在的基底电极。
[0049]本发明中在微纳米线底部的外侧通过等离子体增强的化学气相沉积技术等公知的镀膜方法在基底上形成固定层，用于支撑和固定微纳米线，以增强其稳定性。
[0050]进一步优选，所述步骤(2)还包括在制备得到的微纳米线外形成绝缘层。
[0051]可以采用任何公知的方法(如等离子体增强化学气相沉积法)等在微纳米线的表面上沉积电介质层(如氮化硅、氮化钛、氮化锆、氮化铪、氮化钒、二氧化硅等等类似物)于微纳米线柱外围(表面)。
[0052]若为直接接触式微机电开关，进一步需要利用化学刻蚀方法在复合竖直线的顶端刻蚀掉一小块介质层，使得金属线裸露出来，作为开关触点，便于信号传输。
[0053]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0054]器件尺寸小，器件单元占有基底面积小，使得器件有很高的灵敏度以及便于实现高度集成。所制作三维微/纳机电开关闭合电压较低。且本发明的机电开关制备方法简单，易于实现，制作周期短，可制作高自由度三维微纳结构，同时可使用的材料很多，便于按需制作，给设计者很高的选择性。
【附图说明】
[0055]图1为本实施的三维微纳米机电开关的结构示意图；
[0056]图2 (a)为基于具有环形结构的微纳米线的三维微/纳机电开关结构示意图；
[0057]图2 (b)为基于具有螺旋型微纳米线的三维微/纳机电开关结构示意图；
[0058]图3为本实施例的微纳米机电开关的1-V特性曲线；
[0059]图4为本实施例的1-V特性曲线测试回路。
【具体实施方式】
[0060]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
[0061]本实施例的三维微/纳机电开关，如图1所示，包括基底I，绝缘层2上设有两个基底电极3、各个基底电极3上垂直连接有微纳米线4。
[0062]本实施例中基底I和绝缘层2共同构成绝缘基底。
[0063]微纳米线4的形状如图2所示，可以为直线型，也可以为具有环形结构、也可以为螺旋型，使用时根据具体应用情况选择，且同一机电开关中两根微纳米线的形状可以不同。
[0064]图2 (a)所示的三维微/纳机电开关中两条微纳米线4均为具有环形结构(三维微/纳机电开关的其他部件未标出)，通过该结构可以通过控制弯曲的弧度和尺寸来调节开关的刚性，提高开关的弹性系数，还可以调控两根微纳米线的之间的距离，使设计更为灵活。
[0065]图2(b)所示的三维微/纳机电开关中两条微纳米线4分别为直线型和螺旋型(三维微/纳机电开关的其他部件未标出)，通过该结构可以通过改变螺旋的缠绕直径和螺旋的圈数来调节开关的刚性，提高开关的弹性系数。
[0066]这些结构可以在硬度较高的材料中使用增加三维开关的弹簧系数，利于降低闭合电压。另外，只要有助于开关性能提升也可以多种结构自由组合。为便于制备，本发明采用直线型微纳米线。
[0067]为了实现较小的开关时间，同时保持较小的驱动电压，合理控制两微纳米线4之间的距离尤为重要。本实施例中两微纳米线