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本文开展了一种可用于制备零维/一维纳米材料的新型聚合物辅助生长方法的相关研究。相对于传统的生长类似形貌纳米结构的方法,聚合物辅助法更加简单方便,加工成本较低,且在大面积范围内有很好的均一性。文中我们主要介绍了二氧化硅纳米结构的生长机理,并将此原理与其他加工技术相结合,拓展到更宽泛的技术平台上。用该类方法加工的纳米结构都可以与其他MEMS结构相集成,同时在加工过程复杂度不增加的情况下保持较好的对生长过程的调控能力和形貌均一性。 首先,本论文报道了一种无需金属催化剂的大规模规则形貌的二氧化硅纳米结构的加工方法。只要是配备有常规氧等离子体刻蚀机或者氧气作为刻蚀气体的反应离子刻蚀机的实验室,都可以自行应用该方法加工结构。我们使用氧等离子体刻蚀硅衬底提供生长纳米结构的硅源,并同时提供活性氧源;另外,我们使用衬底上图形化的聚合物结构作为牺牲基座。我们提出了该加工方法的原理,并通过设计实验验证此原理,同时观察了纳米结构的生长细节以用于更精确的实验设计。 其次,我们选用光刻胶作为聚合物基座制备了规则纳米线阵列、分离的单根纳米线和大面积纳米点结构。二氧化硅纳米线被选择性的生长在不同结构和不同材料衬底的表面。接着,初始的二氧化硅纳米结构被应用于更多样的结构的加工和应用上:通过设计合适的聚合物基座,并结合聚焦离子束(FIB)后期调控手段,我们得到了各向异性的纳米线阵列;通过在反应离子刻蚀的过程中加上Cl2/BCl3刻蚀硅,我们在聚合物定义的区域上得到了直径约50 nm纳米柱和纳米针尖结构。 由于氧等离子刻蚀是最常用的加工手段之一,本文中介绍的纳米结构能与大多数硅基结构或器件相集成,加上加工方法简单、大面积可控、自由图形化、横向/纵向形貌可控等优点,该类纳米结构的加工方法有广泛的应用前景,其制备原理有望拓展出一类新的纳米结构的有效加工手段。