一種納米連接裝置的制作方法
本實用新型涉及加工制造技術領域，特別涉及一種納米操作及連接裝置。
背景技術：
納米操作技術是利用探針、電子束、光等對納米材料進行剝離、拾取、搬遷、放置、可控變形等，其操作及定位精度可達納米級別，進而實現納米材料的加工及裝配，是新一代納米構件結構性組裝的關鍵。納米連接技術是基于化學沉積、高能束輻照，超聲波等技術手段，實現納米材料之間、納米材料與電極之間的連接，有利于新型功能性器件的制造，其決定著納米結構實現其功能化的成敗。現有的納米操作、互連方法，均是在相互獨立的兩個或多個系統中完成，即在操作系統上進行納米材料的操作及定位后，然后將材料轉移至連接系統中進行互連，其過程降低了工作效率，破壞定位精度、引入污染物，且無法實現三維復雜操作及互連，難以構建三維復雜納米結構及納米器件。
技術實現要素：
有鑒于此，本實用新型旨在提出一種納米連接裝置，通過不同運動機構之間的配合，對所述樣品進行定位后即可進行納米連接。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：
一種納米連接裝置，包括真空腔、近場光發生裝置、電子束發射及調控模塊、電子束物鏡、納米操作裝置和控制裝置；所述納米操作裝置包括樣品臺和執行端操作裝置，所述納米操作裝置設置于所述真空腔內部，所述近場光發生裝置包括激光發射裝置和執行端，所述執行端設置于所述真空腔內部且可拆卸安裝于所述執行端操作裝置上，所述電子束發射及調控模塊與所述電子束物鏡相連接，所述近場光發生裝置、所述電子束發射及調控模塊、所述納米操作裝置分別與所述控制裝置相連接。
可選地，所述納米連接裝置還包括保護氣體引入裝置，所述保護氣體引入裝置通過管道與所述真空腔相連接。
可選地，所述執行端為鎢針或者afm探針，所述控制裝置適于控制所述第一運動機構和所述第二運動機構分別帶動所述執行端運動形成微鑷子對納米結構進行夾取。
可選地，還包括ccd相機，所述ccd相機安裝于所述真空腔內，所述ccd相機與所述控制裝置相連接。
可選地，所述執行端操作裝置包括：第一運動機構、第二運動機構，所述第一運動機構包括多個平動自由度和至少一個旋轉自由度，所述第二運動機構包括多個旋轉自由度和至少一個平動自由度，所述第一運動機構和所述第二運動機構上均可拆卸安裝有執行端，所述第一運動機構和所述第二運動機構分別與所述控制裝置相連接。
可選地，所述樣品臺包括精定位樣品臺，所述精定位樣品臺包括三個相互垂直的平動自由度，所述精定位樣品臺適于置放所述納米結構并帶動所述納米結構移動。
可選地，所述樣品臺還包括：粗定位樣品臺，其與所述精定位樣品臺固定連接；所述粗定位樣品臺包括多個平動自由度和至少兩個旋轉自由度，所述粗定位樣品臺適于帶動所述精定位樣品臺運動。
可選地，所述激光發射裝置位于所述真空腔外部，所述激光發射裝置包括激光器、激光偏振器和激光參數放大器。
可選地，所述近場光發生裝置還包括光纖耦合器，所述光纖耦合器通過光纖與所述執行端連接。
可選地，所述執行端包括光纖探針和鎢針，所述光纖探針的其中一端與所述光纖連接，另外一端設置有直徑為納米級的小孔，所述鎢針位于近場光的輻照范圍內，所述鎢針適于對所述近場光進行增強。
相對于現有技術，本實用新型所述的納米連接裝置具有以下優勢：
本實用新型通過所述真空腔提高了電子束檢測精度，不需要移出樣品，所有三維納米連接操作均在真空腔內完成，進而提高了納米連接的精度；通過所述執行端操作裝置帶動所述執行端對所述樣品進行操作，通過所述樣品臺對樣品進行移動，對所述樣品進行定位使所述樣品置于電子束檢測范圍內；此外，通過所述樣品臺的三維運動，配合所述執行端操作裝置，使所述樣品的操作靈活度更佳，從而有助于提高納米連接的精度。
本實用新型通過在所述第一運動機構和所述第二運動機構上安裝執行端，通過多個所述執行端的配合使用而形成微鑷子，實現對所述納米線或納米顆粒的夾取；通過所述第一運動機構和所述第二運動機構的運動增大了所述微鑷子的靈活度。
本實用新型所述精定位樣品臺通過三個平動自由度可實現三維空間的移動，將所述樣品移動到設定的位置，進行初步定位；所述精定位樣品臺與所述第五旋轉件連接，通過第四旋轉件的轉動使所述精定位樣品臺傾斜，為到最佳的電子束光照提供了便利；通過所述第五旋轉件自轉使所述精定位樣品臺旋轉，以此到最佳的納米材料操作角度；通過對所述精定位樣品臺進行初步調節，使其處于最佳的操作位置，可以間接減小精定位的移動距離，從而節省設備成本。
本實用新型通過所述精定位樣品臺的三維移動，變向的增加所述執行端操作裝置的自由度，通過所述精定位樣品臺與所述執行端操作裝置的配合使用，可進行所述納米顆粒和所述納米線的推拉、夾取或者夾取后的移動，便于所述納米顆粒和所述納米線的連接，從而變相的增加了納米操作的靈活度。
附圖說明
構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：
圖1為本實用新型實施例的納米連接裝置的前視圖；
圖2為本實用新型實施例的納米連接裝置的俯視圖；
圖3為本實用新型實施例的納米連接裝置的軸測圖；
圖4為本實用新型實施例的近場光發生裝置的俯視圖；
圖5為本實用新型實施例的圖4中i處的局部放大圖；
圖6為本實用新型實施例的真空腔的內部視圖；
圖7為本實用新型實施例的納米操作裝置的軸測圖；
圖8為本實用新型實施例的圖7中ii處的局部放大圖；
圖9為本實用新型實施例的執行端安裝結構示意圖；
圖10為本實用新型實施例的另一執行端安裝結構軸測圖；
圖11為本實用新型實施例的第二運動機構的軸測圖；
圖12為本實用新型實施例的第一運動機構的軸測圖；
圖13為本實用新型實施例的樣品臺軸測圖；
圖14為本實用新型實施例的粗定位樣品臺軸測圖；
圖15為本實用新型實施例的精定位樣品臺軸測圖；
圖16為本實用新型實施例的真空腔剖視圖；
圖17為本實用新型實施例的納米光學天線結構示意圖；
圖18為本實用新型實施例的近紅外光電器件的結構示意圖；
圖19為本實用新型實施例的納米線連接位置關系示意圖；
圖20為本實用新型實施例的近紅外光電器件的加工方法的流程圖；
圖21為本實用新型實施例的納米線連接方法的流程圖；
圖22為本實用新型實施例的納米線與電極的連接方法的流程圖。
附圖標記說明：
101-真空腔，102-電子束發射及調控模塊，103-電子束物鏡,104-光電探測器模塊,105-保護氣體引入裝置,106-ccd相機，107-控制裝置，108-顯示裝置，201-粗定位樣品臺，202-精定位樣品臺，203-第一運動機構,204-第二運動機構，205-afm探針，206-鎢針連接件，207-鎢針,208-afm探針連接件，209-第三旋轉件，210-第二旋轉件,211-第一旋轉件,212-第一旋轉連接件,213-第三滑塊,214-第二滑塊,215-第一滑塊,216-固定塊,217-基座,218-第五平動件,219-第六平動件,220-第七平動件,221-第五旋轉件,222-第四旋轉件,223-連接座,224-第八平動件,225-第九平動件,226-第十平動件,227-固定件,228-安裝塊,229-連桿，230-連接塊，301-激光器，302-激光參數放大器，303-光纖耦合器，304-光纖，305-光學隔振平臺，306-激光功率穩定器，307-激光縮束鏡,308-激光功率監視器,309-檢測分光鏡,310-激光偏振器,311-激光吸收器,312-衰減分光鏡,313-反射鏡,314-顯示器,315-鏡面,316-第一反射鏡,317-第二反射鏡,318-光纖探針連接件,319-光纖探針,320-準直器連接件,321-光纖準直器，1-大圓盤，2–小圓盤，3-第一電極，4-納米線，5-納米光學天線，6-硅基底，7-第二電極。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
另外，在本實用新型的實施例中所提到的文中所有的方向或位置關系為基于附圖的位置關系，僅為了方便描述本實用新型和簡化描述，而不是暗示或暗示所指的裝置或元件必須具有的特定的方位，不能理解為對本實用新型的限制。
下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
實施例一
一種納米連接裝置，如圖1至圖3所示，包括真空腔101，近場光發生裝置、納米操作裝置和控制裝置107，所述近場光發生裝置包括真空腔激光發射裝置和執行端，所述納米操作裝置包括樣品臺和執行端操作裝置；所述納米操作裝置設置于所述真空腔101內部，所述執行端與所述執行端操作裝置連接，所述近場光發生裝置、所述納米操作裝置分別與所述控制裝置107相連接；所述樣品臺適于對樣品進行移動，所述執行端操作裝置適于帶動所述執行端運動。
這里，所述樣品為表面分散有納米顆粒及納米線的硅片，實際操作中，所述樣品臺上設置有樣品置放位，硅片置放于所述樣品置放位處，通過所述控制裝置控制所述樣品臺移動，從而對所述硅片進行初定位。當所述樣品臺初定位完成后，通過所述控制裝置控制所述執行端操作裝置動作，從而將所述執行端移動到合適的位置，繼而對納米線和納米顆粒進行連接。這樣設置的好處在于，通過所述真空腔101提高了電子束成像精度，對操作及連接過程進行實時視覺成像，進而提高了納米線和納米顆粒連接的精度；通過所述樣品臺對硅片進行移動，使硅片置于電子束檢測范圍內，繼而通過所述執行端操作裝置對所述納米線和納米顆粒進行操作，通過所述樣品臺與所述執行端操作裝置的雙重配合，使納米線和納米顆粒的操作靈活度更佳，納米線和納米顆粒的運動空間更廣，從而有助于提高納米線和納米顆粒連接的精度。
所述納米連接裝置還包括顯示裝置108，所述顯示裝置108與所述控制裝置107連接，適于實時數據以及圖像的顯示。可替換地，此處可采用工控機替代所述控制裝置107。
實施例二
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖1至圖4所示，近場光發生裝置包括：激光發射裝置、光纖耦合器303和執行端，所述激光發射裝置適于產生激光光束，所述光纖耦合器303通過光纖304與所述執行端連接，所述光纖耦合器303適于將所述激光光束耦合進所述光纖304；所述執行端適于利用所述激光光束產生近場光。
這樣設置的好處在于，通過光纖耦合器303將空間自由激光光束耦合進光纖304，再利用所述光纖304與所述執行端連接，通過所述光纖304將激光光束傳遞至所述執行端。
如圖1至圖4所示，所述激光發射裝置和所述光纖耦合器303設置于所述真空腔101外部，所述激光發射裝置適于產生激光光束，所述光纖耦合器303通過光纖304與所述執行端連接，所述光纖耦合器303適于將所述激光光束耦合進所述光纖304；所述執行端設置于所述真空腔101內部，所述執行端適于利用所述激光光束產生近場光。
需要說明的是，如圖2至圖4所示，所述激光發射裝置適于產生激光光束，所述激光發射裝置位于所述真空腔101外部，并設置于光學隔振平臺305上，防止振動對激光光路的干擾。所述真空腔101可實現真空度的調節，用于提高電子束成像精度，并保護樣品不被氧化。這里，所述真空腔101的側壁設置有真空法蘭，所述光纖304從所述真空腔101外穿過所述真空法蘭后進入所述真空腔101。所述真空腔101，適于提供真空發生環境，提高電子束成像精度，并保護樣品不被氧化。
這樣設置的好處在于，將所述激光發生裝置設置于所述真空腔101外部，便于激光參數的調節，通過調節所述激光發生裝置可改變近場光的功率，獲得適合三維納米操作及連接所需要的近場光；將所述執行端設置于所述真空腔101內部，通過光纖將激光引入所述真空腔101，從而在所述真空腔101內部進行近場光的發生。
實施例三
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖1至圖4所示，所述激光發射裝置包括激光器301和激光參數放大器302，所述激光器301適于發射所述激光光束，所述激光光束經所述激光器301射出，然后進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302適于所述激光光束的波長的調控。這樣設置的好處在于，通過所述激光參數放大器302的設置，控制所述激光光束的波長。
可選地，如圖3和圖4所示，所述激光發射裝置還包括反射鏡313，所述反射鏡313的鏡面315與所述激光器301發射的所述激光光束呈現為設定的角度，所述反射鏡301適于將所述激光器301發射的所述激光光束反射至所述激光參數放大器302。這樣設置的好處在于，通過所述反射鏡313的設置，使所述激光光束在發射后經所述反射鏡反射至設定的位置，這樣可以起到節省工作空間的作用。需要說明的是，所述激光光束在進入所述激光參數放大器302之前，先經過所述反射鏡313反射。這里，如圖5所示，所述反射鏡313包括第一反射鏡316和第二反射鏡317，所述第一反射鏡316的鏡面與第二反射鏡的鏡面垂直，所述激光器301發射的所述激光光束經過所述第一反射鏡316后反射至所述第二反射鏡317，所述激光光束經過所述第二反射鏡后，反射至所述激光參數放大器302。可替換地，所述反射鏡313也可以為多個的組合，但目的都相同，均是為了實現將激光光束反射至設定的位置。通過多個所述反射鏡的配合使用，使光路的變化趨于靈活，增大工作臺利用空間。
可選地，如圖3和圖4所示，所述激光發射裝置還包括衰減分光鏡312，所述衰減分光鏡312適于對所述激光光束的功率進行衰減。需要說明的是，所述激光光束經所述激光器301射出，然后經過所述反射鏡313反射進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302出射至所述衰減分光鏡312，并通過更換不同衰減比例的所述衰減分光鏡312實現不同比例的激光功率衰減。這里，所述衰減分光鏡根據需要進行選取，可選取0-100％之間任一比例，如50％或98％。通過所述衰減分光鏡312將所述激光分成多束，并分別對激光進行不同操作。
可選地，所述激光發射裝置還包括激光偏振器310，所述激光偏振器310適于對所述激光光束進行偏振，獲得不同偏振方向的激光。這里，所述激光發射裝置還包括激光吸收器311，所述激光吸收器311適于對剩余激光光束的吸收，避免造成光污染。需要說明的是，所述激光光束經所述激光器301射出，然后經過所述反射鏡313反射進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302出射至所述衰減分光鏡312，并在所述衰減分光鏡312中分成設定功率比例的激光，所述衰減分光鏡312只是將所述激光光束分成不同比例的激光光束，所需要的設定比例的激光經過所述激光偏振器310進行偏振；未經過所述激光偏振器310的剩余激光則入射至所述激光吸收器311，進行吸收。這里設置分光鏡的好處在于，獲得所需功率的激光光束，將剩余激光通過所述激光吸收器311進行吸收。
可選地，如圖3和圖4所示，所述激光發射裝置還包括檢測分光鏡309，通過所述檢測分光鏡309將再次所述激光光束進行比例分束。需要說明的是，所述激光光束經所述激光器301射出，然后經過所述反射鏡313反射進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302出射至所述衰減分光鏡312，并在所述衰減分光鏡312中分成設定功率比例的激光，所述衰減分光鏡312只是將所述激光光束分成不同比例的激光光束，所需要的設定比例的激光經過所述激光偏振器310進行偏振，所述激光光束入射至所述檢測分光鏡309，再次對所述激光光束進行分束，以便于后續多種不同的操作。
可選地，所述激光發射裝置包括激光縮束鏡307，適于對所述激光光束的光斑進行縮放。這里，所述激光發射裝置還包括激光功率監視器308和顯示器314，所述激光功率監視器308和所述顯示器314通信連接。需要說明的是，所述激光光束經所述激光器301射出，然后經過所述反射鏡313反射進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302出射至所述衰減分光鏡312，并在所述衰減分光鏡312中分成設定功率比例的激光，所述衰減分光鏡312只是將所述激光光束分成不同比例的激光光束，所需要的設定比例的激光經過所述激光偏振器310進行偏振，所述激光光束出射至所述檢測分光鏡309，再次對所述激光光束進行分束，這里，將所述激光光束分成兩束，其中一束所述激光光束入射至所述激光縮束鏡307，另外一束入射至所述激光功率監視器308。這樣設置的好處在于，通過將一定比例的所述激光光束入射至所述激光功率監視器308，并在所述顯示器314上顯示，由于激光光束的總功率一定，另外一部分入射至所述激光縮束鏡307的所述激光光束的功率因此得到監控。
可選地，如圖3和圖4所示，所述激光發射裝置包括激光功率穩定器306，適于降低所述激光光束功率的噪聲。需要說明的是，所述激光光束經所述激光器301射出，然后經過所述反射鏡313反射進入所述激光參數放大器302，所述激光參數放大器302出射至所述衰減分光鏡312，并在所述衰減分光鏡312中分成設定功率比例的激光，所述衰減分光鏡312只是將所述激光光束分成不同比例的激光光束，所需要的設定比例的激光經過所述激光偏振器310進行偏振，所述激光光束出射至所述檢測分光鏡309，再次對所述激光光束進行分束，其中一束所述激光光束入射至所述激光縮束鏡307后，出射至所述激光功率穩定器306，經過所述激光功率穩定器306后出射至所述光纖耦合器303，所述激光光束經過所述光纖耦合器303后，通過所述光纖304入射至所述執行端，從而獲得適宜納米操作及連接的穩定光束。
實施例四
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖8和圖9所示，所述執行端包括光纖探針319，所述光纖探針319的其中一端與所述光纖304連接，另外一端設置有直徑為納米級的小孔。需要說明的是，由于所述光纖304與所述光纖探針319連接，所述激光光束經過所述光纖探針319后，從所述光纖探針319末端的小孔出射，由于所述小孔直徑為納米級，可在所述激光光束通過所述小孔后產生近場光。
可選地，如圖8和圖9所示，所述執行端還包括鎢針207，所述鎢針表面鍍有金層，所述鎢針207位于所述近場光的輻照范圍內，所述鎢針207適于對所述近場光進行增強。這里，所述鎢針207可替換為afm探針205，所述鎢針207和所述afm探針205相同，具有納米級的針尖。
如圖9至圖12所示，所述光纖探針319與光纖探針連接件318連接，光纖探針連接件318上設置有凹槽，所述光纖探針319可通過插接或粘接的方式與所述凹槽配合，通過所述光纖探針連接件318實現所述光纖探針319與執行端操作裝置連接。
這里，所述光纖探針319通過所述光纖探針連接件318與執行端操作裝置連接，所述執行端操作裝置包括第一運動機構203和第二運動機構204，而所述光纖探針319通過所述光纖探針連接件318均可實現與所述第一運動機構203或所述第二運動機構204連接。需要說明的是，在所述光纖探針連接件318上設置有螺紋或插銷，在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上均設置有與所述螺紋相匹配的螺紋孔或與所述插銷相匹配的插接孔，從而實現所述光纖探針連接件318在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上的連接。
如圖9或圖10所示，所述鎢針207與鎢針連接件206連接，鎢針連接件206上設置有安裝孔，所述鎢針207可通過插接或粘接的方式與所述安裝孔連接，通過所述鎢針連接件206實現所述鎢針207與執行端操作裝置連接。
這里，所述鎢針207通過所述鎢針連接件206與執行端操作裝置連接，所述執行端操作裝置包括第一運動機構203和第二運動機構204，而所述鎢針207通過所述鎢針連接件206均可實現與所述第一運動機構203或所述第二運動機構204連接。需要說明的是，在所述鎢針連接件206上設置有螺紋或插銷，在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上均設置有與所述螺紋相匹配的螺紋孔或與所述插銷相匹配的插接孔，從而實現所述鎢針連接件206在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上的連接。
如圖10所示，所述afm探針205與afm探針連接件208連接，afm探針連接件208上設置有插槽，所述afm探針205可通過插接或粘接的方式與所述插槽連接，通過所述afm探針連接件208實現所述afm探針205與執行端操作裝置連接。
這里，所述afm探針205通過所述afm探針連接件208與執行端操作裝置連接，所述執行端操作裝置包括第一運動機構203和第二運動機構204，而所述afm探針205通過所述afm探針連接件208均可實現與所述第一運動機構203或所述第二運動機構204連接。需要說明的是，在所述afm探針連接件208上設置有螺紋或插銷，在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上均設置有與所述螺紋相匹配的螺紋孔或與所述插銷相匹配的插接孔，從而實現afm探針連接件208在所述第一運動機構203或所述第二運動機構204上的連接。
實施例五
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖8所示，所述執行端包括：光纖準直器321和鎢針207；所述光纖準直器321與所述光纖304連接，適于將所述激光光束轉化為平行光；所述鎢針的表面鍍有金層所述鎢針207位于所述激光光束的輻照范圍內，所述鎢針207的針尖為納米級尺寸，所述鎢針207適于產生近場光。這里，如圖8所示，所述鎢針207可替換為afm探針205，所述鎢針207和所述afm探針205相同，具有納米級的針尖。需要說明的是，由于afm探針205或鎢針207具有納米尺寸的針尖，當激光輻照時，在針尖尖端可產生近場光。通過所述光纖準直器321將所述激光光束轉化為平行光后，相比于利用所述光纖探針319，有利于提高近場光的場強。
如圖8和圖12所示，所述光纖準直器321與準直器連接件320連接，準直器連接件320上設置有卡口，所述光纖準直器321可通過插接、卡接或螺釘緊固的方式與所述卡口連接，通過所述準直器連接件320實現所述光纖準直器321與執行端操作裝置連接。這里，考慮到所述光纖準直器321的重量，所述光纖準直器321優先與所述第一運動機構203連接。
實施例六
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖6至圖12所示，所述納米操作裝置包括：第一運動機構203、第二運動機構204和控制裝置107，所述第一運動機構203具有多個平動自由度和至少一個旋轉自由度，所述第二運動機構204具有多個旋轉自由度和至少一個平動自由度，所述第一運動機構203和所述第二運動機構204上均安裝有執行端，所述第一運動機構203和所述第二運動機構204分別與所述控制裝置107相連接，所述控制裝置107適于控制所述第一運動機構203和所述第二運動機構204帶動所述執行端運動，進行納米操作。
如圖12所示，所述第一運動機構203具有四個自由度，其中具有3個相互垂直的平動自由度和1個轉動自由度。所述第一運動機構203包括固定塊216、第一滑塊215、第二滑塊214、第三滑塊213和第一旋轉連接件212，所述第一滑塊215與所述固定塊216滑動連接，所述第一滑塊215在驅動裝置的帶動下相對所述固定塊216左右運動，實現第一平動；所述第二滑塊214與所述第一滑塊215滑動連接，所述第二滑塊214在驅動裝置的帶動下相對所述第一滑塊215前后運動，實現第二平動；所述第三滑塊213與所述第二滑塊214滑動連接，所述第三滑塊213在驅動裝置的帶動下相對所述第二滑塊214上下運動，實現第三平動；所述第一旋轉連接件212與所述第三滑塊213樞接，所述第一旋轉連接件212的橫截面為圓形，其在驅動裝置的帶動下繞圓心自轉，實現第一轉動，由于所述執行端安裝于所述第一旋轉連接件212上，因此，所述第一旋轉連接件212自轉的同時，帶動所述執行端轉動。需要說明的是，平動自由度及第一轉動的所述驅動裝置采用壓電驅動器進行驅動。此外，上下前后左右均是相對于圖12中的方位坐標系而言，并不是等同于納米操作裝置實際中的前后左右方位，這里只是為了便于描述。
可替換地，所述第一運動機構203也可采用更多的平動自由度或旋轉自由度，但是通過三個平動自由度已經可以實現所述執行端的三維空間移動，通過一個轉動也可以解決所述執行端的角度調整問題。
需要說明的是，所述第一旋轉連接件212上設置有螺紋孔或插孔，適于所述鎢針207、所述光纖準直器321、所述afm探針205或所述光纖探針319的安裝，通過在所述afm探針連接件208上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述afm探針連接件208的安裝，或通過在所述準直器連接件320上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述準直器連接件320的連接，或通過在所述鎢針連接件207上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述鎢針連接件207的連接，或通過在所述光纖探針連接件318上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述光纖探針連接件318的連接。
當所述第一運動機構203上安裝所述鎢針207或所述afm探針205時，通過所述第一運動機構203的三維運動，將納米線和納米顆粒推動到設定的位置；當所述第一運動機構203上安裝所述光纖準直器321時，通過所述第一運動機構203的三維運動，將所述光纖準直器321移動到設定的近場光發生位置。
如圖11所示，所述第二運動機構204具有4個自由度，其中3個為旋轉自由度和1個平動自由度。所述第二運動機構204包括固定件227、第一旋轉件211、第二旋轉件210、第三旋轉件209，所述第一旋轉件211與所述固定件227樞接，所述第一旋轉件211在驅動裝置的帶動下繞所述固定件227旋轉，實現第一旋轉；所述第二旋轉件210與所述第一旋轉件211樞接，所述第二旋轉件210在驅動裝置的帶動下繞所述第一旋轉件211轉動，實現第二旋轉；第三旋轉件209與所述第二旋轉件210樞接，所述第三旋轉件209為柱形結構，所述第三旋轉件209在驅動裝置的帶動下繞其中心軸自轉，實現第三旋轉；所述鎢針連接件206與所述第三旋轉件209連接，所述鎢針207與所述鎢針連接件206連接，所述鎢針連接件206在驅動裝置的帶動下帶動所述鎢針207沿所述鎢針207的軸向平動，形成第四平動。需要說明的是，所述第一旋轉、第二旋轉和第三旋轉均通過壓電驅動器驅動，所述第四平動通過壓電驅動器驅動。
需要說明的是，所述第三旋轉件209上設置有螺紋孔或插孔，適于所述鎢針207、所述afm探針205或所述光纖探針319的安裝，通過在所述afm探針連接件208上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述afm探針連接件208的安裝，或通過在所述鎢針連接件207上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述鎢針連接件207的連接，或通過在所述光纖探針連接件318上設置有與所述螺紋孔相匹配的螺紋或與所述插孔相匹配的插銷，實現所述光纖探針連接件318的連接。
當所述第二運動機構204上安裝所述鎢針207或所述afm探針205時，通過第一旋轉、第二旋轉、第三旋轉和第四平動實現所述第二運動機構204的三維運動，將納米線或納米顆粒推動到設定的位置。
可選地，所述執行端為鎢針207或afm探針205，所述控制裝置107適于控制所述第一運動機構203和所述第二運動機構204分別帶動所述鎢針207或所述afm探針205運動形成微鑷子對納米結構進行夾取。這樣設置的好處在于，分別在所述第一運動機構203和所述第二運動機構204上安裝所述鎢針207或所述afm探針205，由于所述鎢針207或所述afm探針205的針尖均為納米級，從而形成微鑷子，當所述第一運動機構203和所述第二運動機構204配合使用時，實現對所述納米線或納米顆粒的夾取；分別通過所述第一運動機構203和所述第二運動機構204的運動增大了所述微鑷子的靈活度。
可選地，所述第二運動機構204有兩套。需要說明的是，兩套所述第二運動機構204和一套所述第一運動機構203之間可以相互配合使用。當兩套所述第二運動機構204配合使用時，分別在兩套所述第二運動機構204上同時安裝所述鎢針207或所述afm探針205，由于所述鎢針207或所述afm探針205的針尖均為納米級，從而形成微鑷子，從而可以實現對所述納米線或納米顆粒的夾取，同時調整所述第三旋轉，使兩套所述第二運動機構204的旋轉自由度相向轉動一定程度，從而增大夾持的穩定性。
可選地，如圖7、圖9和圖10所示，所述納米操作裝置還包括：安裝架，所述安裝架包括連接塊230，連桿229和安裝塊228，所述連接塊230和所述安裝塊228通過所述連桿229固定連接，所述安裝塊228上設置有多個安裝位，可同時進行一個或多個所述第一運動機構203和所述第二運動機構204的安裝。這里，所述安裝架有兩個或多個，前提在于不發生干涉。
實施例七
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖7、圖13、和圖14和所示，所述納米操作裝置還包括：粗定位樣品臺201，其與精定位樣品臺202固定連接；所述粗定位樣品臺201具有多個平動自由度和至少兩個旋轉自由度，所述粗定位樣品臺201適于帶動所述精定位樣品臺202運動。
較佳的，所述粗定位樣品臺201具有兩個旋轉自由度和三個相互垂直的平動自由度，所述粗定位樣品臺201的其中一個所述旋轉自由度適于帶動所述精定位樣品臺202轉動，所述粗定位樣品臺201的另一個所述旋轉自由度適于使所述精定位樣品臺202傾斜。如圖13和圖14所示，所述粗定位樣品臺201包括基座217、第五平動件218、第六平動件219、第七平動件220、第四旋轉件222和第五旋轉件221，所述第五平動件218與所述基座217滑動連接，所述第五平動件218在驅動裝置的帶動下相對所述基座217前后運動，形成第五平動，所述第五平動的最大運動距離為125mm；所述第六平動件219在驅動裝置的帶動下相對所述第五平動件218左右移動，形成第六平動，所述第六平動的最大運動距離為125mm；第七平動件220在驅動裝置的帶動下相對所述第六平動件219上下移動，形成第七平動，所述第七平動的最大運動距離為50mm；所述第四旋轉件222轉動使所述第五旋轉件221傾斜，形成第四旋轉，所述第四旋轉位于上下前后平面內，所述第四旋轉的最大旋轉角度為90°；所述第五旋轉件221為圓柱形結構，所述第五旋轉件221繞其中心軸自轉，形成第五旋轉。需要說明的是，所述第五平動、第六平動、第七平動通過電機驅動，運動分辨率為100nm，所述第四旋轉和所述第五旋轉均通過電機驅動,運動分辨率為100nm。此外，這里的上下前后左右均是相對于圖14中的方位坐標系而言，并不是等同于納米操作裝置實際中的前后左右方位，這里只是為了便于描述。
如圖13和圖14所示，所述基座217上設置有第五滑槽，所述第五平動件218通過所述第五滑槽與所述基座217連接，在驅動裝置的帶動下，所述第五平動件218沿所述第五滑槽平動；所述第五平動件218上設置有第六滑槽，所述第六平動件219通過所述第六滑槽與所述第五平動件218連接，在驅動裝置的帶動下，所述第六平動件219沿所述第六滑槽平動；所述第六平動件219上設置有第七滑槽，所述第七平動件220通過所述第七滑槽與所述第六平動件219連接，在驅動裝置的帶動下，所述第七平動件220沿所述第七滑槽平動。
這樣設置的好處在于，通過3個平動自由度可實現三維空間的移動，將所述樣品移動到設定的位置，進行初步定位；所述精定位樣品臺202與所述第五旋轉件221連接，通過第四旋轉件222的轉動使所述精定位樣品臺202傾斜，為到最佳的電子束成像提供了便利；通過所述第五旋轉件221自轉使所述精定位樣品臺202旋轉，以此到最佳的納米結構操作角度；通過對所述精定位樣品臺202進行初步調節，使其處于最佳的操作位置，可以間接減小精定位的移動距離，從而節省設備成本。
可選地，如圖7、圖13、和圖14和所示，所述納米操作裝置還包括精定位樣品臺202，所述精定位樣品臺202具有三個相互垂直的平動自由度，所述精定位樣品臺202適于置放所述納米結構并帶動所述納米結構移動。
如圖15所示，所述精定位樣品臺202具有3個相互垂直的平動自由度，連接座223、第八平動件224、第九平動件225和第十平動件226，所述連接座223與所述第五旋轉件221固定連接，所述第八平動件224在驅動裝置的帶動下相對所述連接座223前后運動，形成第八平動；所述第九平動件225在驅動裝置的帶動下相對所述第八平動件224左右運動，形成第九平動；所述第十平動件226在驅動裝置的帶動下相對所述第九平動件225上下運動，形成第十平動。需要說明的是，所述第八平動、第九平動、第十平動通過電機或液壓驅動，運動分辨率為0.5nm。此外，這里的上下前后左右均是相對于圖15中的方位坐標系而言，并不是等同于納米操作裝置實際中的前后左右方位，這里只是為了便于描述。
這樣設置的好處在于，通過所述粗定位樣品臺201，將所述樣品移動到設定的位置，進行初步定位；然后通過精定位樣品臺對所述樣品進行定位。此外，此處設置精定位樣品臺的主要作用在于通過所述精定位樣品臺202的三維移動，變向的增加所述執行端操作裝置的自由度，通過所述精定位樣品臺202與所述執行端操作裝置的配合使用，可進行所述納米顆粒和所述納米線的推拉、夾取或夾取后的移動，便于所述納米顆粒和所述納米線的連接，從而變相的增加了納米操作的靈活度。
實施例八
如上述所述的實施例，本實施例與之不同的地方在于，如圖16所示，所述納米連接裝置還包括電子束發射及調控模塊102，其與所述真空腔101相連，所述電子束發射及調控模塊102還與所述控制裝置相連接，通過所述控制裝置對所述電子束發射及調控模塊102進行控制，電子束發射及調控模塊102適于產生電子束并進行加速、偏轉和聚焦，并通過電子束物鏡103輻照樣品，使所述樣品激發二次電子及背散射電子，從而實現對樣品的實時視覺觀測以及對樣品微納米級圖案加工的監測。所述納米連接裝置還包括光電探測器模塊104，所述光電探測器模塊104設置于所述真空腔101的側壁，所述光電探測器模塊104與所述控制裝置相連接，所述光電探測器模塊104適于收集經所述二次電子和背散射電子等，實現樣品操作及連接過程的實時視覺觀測，通過調節所述光電探測器模塊104可對樣品化學成分、晶格結構進行分析，通過調節所述光電探測器模塊104也可進行光致發光譜、陰極熒光光譜的測試。所述納米連接裝置還包括電子束物鏡103，所述電子束物鏡103設置于真空腔101內部，并與所述電子束發射及調控模塊102相連接，所述電子束物鏡103適于對樣品成像倍數的縮放。
所述納米連接裝置還包括保護氣體引入裝置105，所述保護氣體引入裝置105通過管道與所述真空腔101相連接，適于將保護氣體通入所述真空腔101中，所述保護氣體引入裝置105還與所述控制裝置相連，通過所述控制裝置實現所述保護氣體引入裝置105的控制。當所述真空腔101打開時，保護氣體可以避免所述樣品被氧化以及減少外界空氣對所述真空腔101內部的污染。保護氣體可采用氮氣等惰性氣體。
所述納米連接裝置還包括ccd相機106，所述ccd相機106安裝于所述真空腔101內，并與所述控制裝置相連，所述控制裝置適于獲取所述ccd相機106所檢測的圖像并對所述ccd相機106進行調節，在利用電子束成像前，利用所述ccd相機106對檢測探針模塊、樣品臺平臺等相對位置進行觀測，以便控制樣品臺及探針運動模塊進行位置調整。
實施例九
一種近紅外光電器件，如圖17和圖18所示，包括硅基底6、納米光學天線5、電極和納米線4，所述電極包括第一電極3和第二電極7，其中若干所述納米光學天線5、所述電極均設置于所述硅基底6表面，若干所述納米光學天線5位于所述第一電極3和所述第二電極7之間，所述納米線4的兩端分別與所述第一電極3和所述第二電極7連接，所述納米線4與至少一個所述納米光學天線接觸。
需要說明的是，這里所述近紅外光電器件用于感應近紅外波段，如圖17和圖18所示，納米光學天線5的結構包括：大圓盤1和若干小圓盤2，若干所述小圓盤2沿所述大圓盤1的邊緣陣列設置，所述小圓盤2與所述大圓盤1之間的間隙為d，所述大圓盤1直徑為140nm-160nm并優選150nm，外圍的所述小圓盤2的直徑為80nm-120nm并優選100nm，所述大圓盤1與所述小圓盤2之間的間隙d為10nm-20nm并優選15nm。經測量，所述間隙d在15mm時，所述近紅外光電器件響應近紅外波段的效果達到最佳。在所述納米光學天線區域兩側分別設置所述第一電極3和所述第二電極7，所述第一電極3作為所述近紅外光電器件的源極，所述第二電極7作為所述近紅外光電器件的漏極，所述硅基底作為所述近紅外光電器件的柵極。通常情況下，所述第一電極3和所述第二電極7之間陣列設置有多個所述納米光學天線5。本實用新型主要是利用同一納米光學天線5中的大圓盤1與小圓盤2之間的間隙在光照時，能夠激發等離子激元，可以對入射光進行捕獲及增強，拓寬器件的響應波長范圍，提高納米線內部載流子濃度，進而提高器件的光學和電學性能。
其中，所述電極和所述納米光學天線的材料優選為金、銀等，所述納米線4的材料優選為硅納米線，所述納米線4與所述電極采用納米顆粒進行焊接，納米顆粒的材料優選為金、銀、銅納米顆粒。所述近紅外光電器件可響應750nm-1000nm的近紅外波段，光電流大，響應率高，響應時間短。
實施例十
一種近紅外光電器件的加工方法，如圖20所示，包括：
s1：獲取具備校準圖案的襯底。
s2：利用所述具備校準圖案的襯底制備光電器件基底,包括：
s21：在所述襯底的具備校準圖案一側制備電子束膠層。這里，利用勻膠機在所述具備校準圖案的襯底上均勻的旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(pmmac2)電子束膠，所述勻膠機的旋轉速度為4000轉/分，旋涂時間為45秒-75秒，并優選1分鐘。
s22：對所述電子束膠層進行加熱，使所述電子束膠層固化。這里，對所述電子束膠層進行烘焙，烘焙溫度為150℃-200℃并優選180℃，烘焙時間為12分鐘-18分鐘并優選15分鐘。
s23：對所述電子束膠層進行曝光，曝光區域覆蓋所述校準圖案。這里，需要先進行曝光區域的設計，采用利用電子束檢測與加工系統的納米圖案化生成系統設計能夠完全覆蓋所述校準圖案的方形區域；其中，電子束光刻參數設置為：加速電壓30kv，放大倍數為1200倍，電子束電流為68pa。
s24：顯影處理，去除所述曝光區域的電子束膠層，得到所述光電器件基底。這里，將涂覆有所述具備校準圖案的襯底完全置于顯影液中進行顯影，顯影液中甲基異丁基酮(mibk)：間苯二甲酸(ipa)的質量比為1:3，顯影時間為90秒；并采用去離子水對顯影區域進行沖洗，沖洗時間為15s，最后采用氮對顯影區域進行吹拂，吹拂時間為1min，獲得所述具備校準圖案的襯底。此處采取的顯影液為實用新型人自行配備，經過反復試驗驗證后發現，顯影液采用甲基異丁基酮(mibk)和間苯二甲酸(ipa)的混合溶液，可有效對電子束膠層進行去除，甲基異丁基酮(mibk)：間苯二甲酸(ipa)的質量比為1:3時，去除時間可達到最短，去除效果更佳。
s3：電子束校準，將所述光電器件基底置于電子束物鏡下方，調整電子束發射及調控模塊102的參數，直到獲得所述校準圖案的清晰的成像。這樣設置的好處在于，在所述光電器件基底上刻畫校準圖案，并利用所述校準圖案進行電子束的校準，提高了校準的精確度，后續直接在所述光電器件基底上加工光電器件結構。
s4：制備光電器件結構，包括：
s41：保持電子束發射及調控模塊102的參數不變，通過電子束曝光的方式在所述曝光區域外的電子束膠層上進行光電器件結構圖案的刻畫。其中，電子束光刻參數設置為：電子束加速電壓30kv，放大倍數為1200倍，電子束電流為68pa。這里，如圖18所示，這里，所述光電器件結構圖案包括兩個電極圖案和位于兩個所述電極圖案之間的納米光學天線圖案，同時對納米光學天線圖案和電極圖案進行刻畫，避免了多次進行刻畫造成的不必要的麻煩。
s42：顯影處理，去除所述光電器件結構圖案區域的電子束膠層。這里，將刻畫有所述光電器件基底完全置于顯影液中進行顯影，顯影液中甲基異丁基酮(mibk)：間苯二甲酸(ipa)的質量比為1:3，顯影時間為90秒；并采用去離子水對顯影區域進行沖洗，沖洗時間為15s，最后采用氮對顯影區域進行吹拂，吹拂時間為1min。
s43：在所述光電器件結構圖案區域蒸鍍金層。采用高溫真空熱蒸發設備進行才所述顯影區域進行金材料的蒸鍍，金材料的蒸鍍電壓為2.1v，蒸鍍速度為1.2nm/s，厚度為30nm。
s44：去除所有所述電子束膠層，完成光電器件結構的制備。這里，將所述電子束校準膠層完全置于丙酮溶液中，在溫度為75℃的條件下浸泡約2小時。這里，所述光電器件結構包括兩個電極和位于兩個所述電極之間的納米光學天線。
這樣設置的好處在于，通過校準圖案對電子束發射及調控模塊102進行校準后進行光電器件結構的制備，納米光學天線結構的圓盤的形狀完整，納米圓盤邊緣齊整并且無其他殘留雜質，不同納米圓盤之間的間隙大小均勻，且間隙達到15nm。此外，參數校準后縮短了電子束曝光時間，相比于傳統的曝光時間，大幅縮短了曝光時間。
s5：采用納米顆粒作為焊劑，將所述納米線與所述電極進行連接，并使所述納米線與所述納米光學天線接觸。這里，所述納米線的兩端分別與兩個所述電極連接，同時所述納米線與所述納米光學天線接觸，兩個所述電極分別作為所述近紅外光電器件的源極和漏極，硅基底作為所述近紅外光電器件的柵極。
可選地，所述納米光學天線圖案為納米光學天線陣列圖案，所述納米光學天線陣列圖案包括多個所述納米光學天線圖案。
這樣設置的好處在于，通過校準后的電子束發射及調控模塊102，同時進行多個納米天線結構的制造，縮短了曝光時間，實測315個納米光學天線圖案的電子束曝光時間僅為1.7秒。
可選地，所述獲取具備校準圖案的襯底包括：
s11：在襯底表面涂覆電子束校準膠層。這里，利用勻膠機在硅片上均勻的旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(pmmac2)電子束膠，所述勻膠機的旋轉速度為4000轉/分，旋涂時間為45秒-75秒，并優選1分鐘。
s12：對所述電子束校準膠層進行加熱，使所述電子束校準膠層固化。這里，對所述電子束校準膠層進行烘焙，烘焙溫度為150℃-200℃并優選180℃，烘焙時間為12分鐘-18分鐘并優選15分鐘。
s13：進行校準圖案的設計。利用工控機的納米圖案化生成系統對校準圖案進行設計，為了提高校準精度，校準圖案采用一個或者若干納米光學天線結構。
s14：初步調整調整電子束發射及調控模塊102的參數，控制電子束發射及調控模塊102通過電子束曝光的方式在所述電子束校準膠層上進行所述校準圖案的刻畫。其中，電子束光刻參數設置為：加速電壓30kv，放大倍數為1200倍，電子束電流為68pa。
s15：顯影處理，去除曝光區域的電子束準膠膠層。這里，將涂覆有所述電子束準膠膠層的硅片置于顯影液中進行顯影，顯影液中甲基異丁基酮(mibk)：間苯二甲酸(ipa)的質量比為1:3，顯影時間為90秒；并采用去離子水對顯影區域進行沖洗，沖洗時間為15s，最后采用氮對顯影區域進行吹拂，吹拂時間為1min，獲得所述校準圖案。
s16：在所述校準圖案區域蒸鍍金層。這里，采用高溫真空熱蒸發設備進行金材料蒸鍍，采用鈦材料作為粘結層，所述粘結層適于金材料與硅片的連接。蒸鍍實驗條件為：鈦材料的蒸鍍電壓為3v，蒸鍍速度為1.2nm/s，鈦材料的厚度為2nm；金材料的蒸鍍電壓為2.1v，蒸鍍速度為1.2nm/s，金材料的厚度為30nm。由于金的價格昂貴，此處采用鈦材料作為粘接層，提高了金的粘附效果，另一方面，采用鈦材料作為粘接層，鈦材料本身具備一定的厚度，可以減少金材料的用量。
s17：去除所有所述電子束校準膠層，獲得所述具備校準圖案的襯底。這里，將所述電子束校準膠層完全置于丙酮溶液中，在溫度為75℃的條件下浸泡約2小時。需要說明的是，這里制備的僅是具備校準圖案的襯底，這里的所述具備校準圖案的襯底已經滿足了光學天線的結構，但是其本身的精度并不能滿足高精度納米天線的要求，這里，只是將其作為校準圖案，對所述電子束發射及調控模塊102進行校準，在放大倍數為120k倍下調整電子束的像差等各項參數，確保觀測到納米光學天線結構邊緣細節清晰可見。
s3步驟中具體的操作為，將所述光電器件基底固定于精定位樣品臺上202；關閉真空腔101，對所述真空腔101進行抽真空；通過ccd相機106對所述真空腔101內環境進行觀測，調節粗定位樣品臺201，使所述光電器件基底移動至設定位置；開啟電子束發射及調控模塊102的成像功能，調節所述精定位樣品臺202和所述電子束發射及調控模塊102，使所述光電器件基底在顯示裝置108上呈現出清晰的成像，完成所述電子束發射及調控模塊102的校準。這樣設置的好處在于，在校準時對所述真空腔101進行抽真空處理，使電子束處于真空的工作環境中，提高了電子束的精度；這里，為了增大所述精定位樣品臺202的空間裕度，先對所述粗定位樣品臺進行移動，使所述光電器件基底先調整至設定位置，該位置使所述光電器件基底位于電子束物鏡103正下方，然后通過所述精定位樣品臺202進行微調。所述電子束發射及調控模塊102的各項參數為電子束加速電壓為30kv，放大倍數為1200倍，電子束電流為68pa。
s41步驟中，完成所述光電器件結構圖案的刻畫后，關閉所述電子束發射及調控模塊102，并對所述真空腔101進行卸載真空，同時打開保護氣體引入裝置105，將保護氣體通入所述真空腔101中，然后打開艙門，取出樣品。這樣設置的好處在于，當所述真空腔101打開時，保護氣體可以避免所述樣品被氧化及減少外界空氣對所述真空腔101內部的污染。
需要說明的是，本實施例只是利用納米連接裝置完成近紅外光電器件制備的較佳實施例，納米連接裝置也可通過其他方式完成近紅外光電器件的制備，本實施例所具備的好處已在前文說明，在此不再累述。因此，本實施例并不構成對納米連接裝置的限制。
當然，利用本方法也可以單獨進行納米天線或納米電極的加工，只需要將光電器件結構圖案替換為納米天線或納米電極圖案，所加工出來的納米電極與所加工出來的光電器件結構的有益效果相同。
實施例十一
一種納米線操作及連接方法，如圖21所示，包括：
s1：獲取納米顆粒團簇和納米線分散于硅片表面的基底；需要說明的是，所述納米顆粒團簇包括若干納米顆粒，納米顆粒的分散以所述納米顆粒團簇主題進行分散，不單獨對單個納米顆粒進行移動。
s2：將所述基底固定于精定位樣品臺202上，調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，移動樣品臺進行所述基底的定位；
s3：調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，移動樣品臺對目標納米線進行定位；
s4:調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，利用執行端操作裝置帶動執行端對所述目標納米線進行移動；
s5：調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，利用納米操作裝置對目標納米顆粒團簇進行定位；
s6:調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，移動執行端操作裝置帶動執行端對所述目標納米顆粒團簇進行移動，并依此重復s5-s6，將多個所述目標納米顆粒團簇移動至所述納米線的不同連接處；
s7：開啟近場光發生裝置，采用近場光作為熱源，采用所述目標納米顆粒團簇作為焊劑，進行不同所述目標納米線之間的連接。
需要說明的是，s1中所述獲取所述納米顆粒和納米線均勻分布于硅片表面的基底包括：s11：對所述硅片進行清洗。這里，將所述硅片置于裝有去離子水的玻璃瓶中，然后將玻璃瓶中放置在超聲清洗機中進行超聲清洗，超聲清洗時間為10-20分鐘并優選15分鐘；取出所述硅片，然后將所述硅片置于裝有丙酮溶液的玻璃瓶中，進行二次超聲清洗，二次超聲清洗時長為12-18分鐘并優選15分鐘。取出清洗后的所述硅片，用氮氣對所述硅片表面進行吹拂，獲得表面無細微雜物附著的所述硅片，若表面存在明顯的污漬，則重復上述步驟再次清洗。這里分別采用去離子水和丙酮溶液依次對硅片清洗的好處在于去除細小的污染物和顆粒雜質。
s12：納米顆粒團簇及納米線的分散。首先，進行納米溶液的配備，采用精密電子天平稱取適量納米顆粒及納米線，將酒精和稱取的納米顆粒及納米線混合于塑料器皿中，將所述塑料器皿置于超聲波清洗機中進行超聲處理15分鐘，獲得混合溶液；取所述混合溶液置于玻璃瓶中，再次進行超聲處理15分鐘。需要說明的是，在超聲處理過程中，需要不斷更換超聲清洗機中的水溶液，保證超聲處理過程中的水溫在30攝氏度以下。然后，進行納米顆粒團簇及納米線的旋涂，利用移液器吸取納米溶液，滴少許溶液至經s11步驟清洗后的硅片上，將硅片置于勻膠機上，設定不同轉速將滴有納米顆粒團簇及納米線的溶液在硅片上進行均勻旋涂，最后制備得到均勻分散的納米線及納米顆粒團簇的基底。此處，納米顆粒團簇采用銀納米顆粒，納米線采用碳納米管，納米線和納米顆粒各取0.1-0.3mg，酒精溶液100ml。需要說明的是，納米顆粒團簇也可以采用銀納米顆粒和銅納米顆粒，納米線也可以采用氧化鋅納米線和硅納米線，其中，納米顆粒的直徑小于20nm，納米線的直徑大于100nm。
這里，s11步驟和s12步驟中均進行了超聲處理，s11步驟中的超聲處理的目的是在于對所述硅片進行清洗，而s12中超聲處理的目的在于通過超聲使納米溶液產生激振，使二者混合均勻，相比于傳統中采用攪拌的方式，本方法可以避免造成納米線和納米顆粒團簇的損壞。先采用塑料器皿進行操作的目的是塑料表面粗糙，摩擦力較大，可以縮短超聲處理的時間，而采用玻璃瓶的目的是，玻璃瓶表面光滑，減少納米顆粒與納米線的粘附，玻璃材料導熱性能較佳，避免玻璃瓶內溫度過高，使納米顆粒和納米線產生變性。
s1步驟和s2步驟之間，還包括：將所述基底固定于精定位樣品臺202之上，進行真空腔101的抽真空處理；關閉真空腔101，并對所述真空腔101進行抽真空。這樣設置的好處在于，在校準時對所述真空腔101進行抽真空處理，使電子束處于真空的工作環境中，提高了電子束成像的精度。
s2步驟中，所述利用粗定位樣品臺201和精定位樣品臺202進行所述基底的定位步驟包括：通過ccd相機106對所述真空腔101內環境進行觀測，調節粗定位樣品臺201，使所述基底移動至設定位置；開啟電子束發射及調控模塊102的成像功能，調節所述精定位樣品臺202、電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，使所述基底的納米線和納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，為了增大所述精定位樣品臺202的空間裕度，先對所述粗定位樣品臺進行移動，使所述納米光學天線基底先調整至設定位置，該位置使所述納米光學天線基底位于電子束物鏡103正下方，然后通過所述精定位樣品臺202進行微調。實際操作過程中，先調節粗定位樣品臺201，使所述基底上表面距離電子束物鏡103正下方10-15mm處；開啟電子束發射及調控模塊102的成像功能，設置電子束發射及調控模塊102中的電子束加速電壓為5-10kev，調節電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在2000-5000倍之間，使所述基底的納米線和納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。
s3步驟中利用利用納米操作裝置對目標納米線進行定位步驟包括：調節所述粗定位樣品臺201的旋轉自由度，使所述精定位樣品臺202傾斜，傾斜角度為α，實際操作中α在5-10°之間；調節所述精定位樣品臺202，選取目標納米線使其位于成像視圖的中央；調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，使所述目標納米線在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，調節電子束物鏡103在于增大電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在5000-15000倍之間，調節電子束發射及調控模塊102在于調節電子束的加速電壓等電子束相關參數。這樣設置的好處在于，這里通過粗定位樣品臺特殊的旋轉自由度，使精定位樣品臺先傾斜適當的角度，使afm探針處于較佳的操作角度，便于后續目標納米線和目標納米顆粒團簇的移動。
s4中所述利用執行端操作裝置對目標納米線進行移動步驟包括：調節電子束物鏡103，縮小電子束物鏡103的放大倍數，這里電子束物鏡103的放大倍數在2000-5000倍之間；這里，所述第二運動機構上安裝有afm探針，控制第二運動機構204，使afm探針不斷接近目標納米線，調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，直至使所述afm探針的針尖和所述目標納米線均在顯示裝置108上呈現出清晰的成像，這里，所述afm探針的針尖與所述目標納米線的最小距離為10nm，捕捉所述afm探針的針尖與所述目標納米線的作用位置；控制第二運動機構，使所述afm探針的針尖移動至所述目標納米線的作用位置，并推動所述目標納米線至待連接位置；依次重復上述步驟，將不同的所述目標納米線的首尾兩端相對接，如圖19所示。
s5步驟中所述利用納米操作裝置對目標納米顆粒團簇進行定位步驟包括：調節所述精定位樣品臺202；選取目標納米顆粒團簇使其位于成像視圖的中央；調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，使所述目標納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，調節電子束物鏡103在于增大電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在5000-15000倍之間，調節電子束發射及調控模塊102在于調節電子束的加速電壓等電子束相關參數。
s6步驟中所述利用執行端操作裝置對目標納米顆粒團簇進行移動步驟；包括：調節電子束物鏡103，縮小電子束物鏡103的放大倍數，這里電子束物鏡103的放大倍數在2000-5000倍之間；控制第二運動機構，使afm探針不斷接近目標納米顆粒團簇，調節所述電子束發射及調控模塊102，直至使所述afm探針的針尖和所述目標納米顆粒團簇均在顯示裝置108上呈現出清晰的成像，這里，所述afm探針的針尖與所述目標納米顆粒團簇的最小距離為10nm，捕捉所述afm探針的針尖與所述目標納米顆粒團簇的作用位置；控制第二運動機構，使所述afm探針的針尖移動至所述作用位置，并推動所述目標納米顆粒團簇至所述目標納米線的對接處；依次重復上述步驟，使多個所述目標納米顆粒團簇包裹相鄰所述目標納米線的對接處，如圖19所示。
這里，先對所述基底進行定位，然后對所述目標納米線或目標納米顆粒團簇進行定位，在基底定位的基礎之上進行目標納米線或目標納米顆粒團簇的定位，避免了直接進行目標納米線或目標納米顆粒團簇定位所造成的對焦困難，提高了對焦效率。
s7步驟中采用近場光作為熱源，采用所述目標納米顆粒團簇作為焊劑，進行不同所述目標納米線之間的連接步驟包括：
控制第二運動機構，使所述afm探針的針尖位于所述目標納米線的對接處，這里，使所述afm探針的針尖位于所有目標納米顆粒團簇之上，并與所述目標納米顆粒團簇的最小距離為1-5nm。
開啟激光發射裝置，調節激光功率、波長等激光參數，這里，激光功率設置為10-65mw，激光波長設置為808nm，控制第一運動機構調整光纖探針的角度及位置，使激光從所述光纖探針出射至所述目標納米線對接處的目標納米顆粒團簇，并使所述afm探針的針尖位于激光輻照的范圍內。此時，所述afm探針的針尖以及目標納米顆粒團簇之間會產生近場光，通過控制近場光作用時間1-5min，可以將目標納米顆粒團簇融化，進而將兩根目標納米線連接。這里，目標納米顆粒團簇充當連接媒介，通過納米顆粒團簇的融化實現不同的所述目標納米線之間的連接。這里通過移動一個第二運動機構至帶動所述afm探針至不同的空間位置，實現了納米線和納米顆粒團簇的移動，輔助實現了近場光的發生。
本實施例的好處在于，通過將納米線和納米顆粒團簇按照一定比例混合后均勻分散于硅片表面，避免了直接涂覆納米線和納米顆粒團簇造成的過于集中或過于疏散的現象的發生，提高了納米線操作及連接的效率；通過粗定位平臺與精定位平臺的配合，可以更加高效地對納米顆粒團簇和納米線進行捕捉，提高了納米線操作的效率；通過粗定位平臺與第二運動機構的配合，使afm探針的操作更加便捷，提高了納米線操作的效率；通過將遠場光轉化為近場光，并利用近場光進行納米顆粒團簇的連接，避免激光的作用面積過大，造成納米線和納米顆粒的損毀，提高了納米線的連接質量。
在利用所述納米顆粒完成不同所述納米線之間的互聯后，關閉所述電子束發射及調控模塊102，并對所述真空腔101進行卸載真空，同時打開保護氣體引入裝置105，將保護氣體通入所述真空腔101中，然后打開艙門，取出樣品。這樣設置的好處在于，當所述真空腔101打開時，保護氣體可以避免所述納米線和納米顆粒被氧化及減少外界空氣對所述真空腔101內部的污染。
需要說明的是，本實施例只是利用納米連接裝置完成不同納米線操作及連接的較佳實施例，納米連接裝置也可通過其他方式完成不同納米線的連接，本實施例所具備的好處已在前文說明，在此不再累述。因此，本實施例并不構成對納米連接裝置的限制。
實施例十一
一種納米線與電極的連接方法，如圖22，包括：
s1：獲取納米顆粒團簇和納米線分散于硅片表面的硅基底，獲取刻畫有納米電極的電極基底，將所述硅基底和所述電極基底同時固定于精定位樣品臺202上；
s2,調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，移動樣品臺進行所述硅基底的定位；
s3：調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，移動樣品臺對目標納米線進行定位；
s4：調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，利用執行端操作裝置帶動執行端夾取所述目標納米線；
s5：移動樣品臺帶動所述電極基底移動，使兩個目標電極分別位于所述目標納米線的兩端的正下方，移動納米操作裝置，將所述目標納米線放置于電極結構上；
s6：調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，移動樣品臺帶動所述硅基底移動，對目標納米顆粒團簇進行定位；
s7：調節所述電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，利用執行端操作裝置帶動執行端夾取所述目標納米顆粒團簇；
s8：移動納米操作裝置帶動電極基底移動，使所述電極基底位于所述目標納米顆粒團簇正下方，移動納米操作裝置，將所述目標納米顆粒團簇移動到所述目標納米線與電極的連接處，并依此重復s5-s7步驟；
s9：開啟近場光發生裝置，采用近場光作為熱源，采用所述納米顆粒團簇作為焊劑，進行所述納米線與所述電極之間的連接。
需要說明的是，s1步驟中獲取刻畫有納米電極的電極基底步驟包括：
s11：在硅片表面涂覆電子束膠層。這里，利用勻膠機在硅片上均勻的旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(pmmac2)電子束膠，所述勻膠機的旋轉速度為4000轉/分，旋涂時間為45秒-75秒，并優選1分鐘。
s12：對所述電子束校層進行加熱，使所述電子束膠層固化。這里，對所述電子束膠層進行烘焙，烘焙溫度為150℃-200℃并優選180℃，烘焙時間為12分鐘-18分鐘并優選15分鐘。
s13：進行納米電極圖案的設計。利用工控機的納米圖案化生成系統對電極結構進行設計。
s14：初步調整調整電子束發射及調控模塊102的參數，控制電子束發射及調控模塊102通過電子束曝光的方式在所述電子束膠層上進行所述納米電極圖案的刻畫。其中，電子束光刻參數設置為：加速電壓30kv，放大倍數為1200倍，電子束電流為68pa。
s15：顯影處理，去除曝光區域的電子束膠層。這里，將涂覆有所述電子束膠層的硅片置于顯影液中進行顯影，顯影液中甲基異丁基酮(mibk)：間苯二甲酸(ipa)的質量比為1:3，顯影時間為90秒；并采用去離子水對顯影區域進行沖洗，沖洗時間為15s，最后采用氮對顯影區域進行吹拂，吹拂時間為1min，獲得所述納米電極圖案。
s16：在所述納米電極圖案區域蒸鍍金層。這里，采用高溫真空熱蒸發設備進行金材料蒸鍍，采用鈦材料作為粘結層，所述粘結層適于金材料與硅片的連接。蒸鍍實驗條件為：鈦材料的蒸鍍電壓為3v，蒸鍍速度為1.2nm/s，鈦材料的厚度為2nm；金材料的蒸鍍電壓為2.1v，蒸鍍速度為1.2nm/s，金材料的厚度為30nm。由于金的價格昂貴，此處采用鈦材料作為粘接層，提高了金的粘附效果，另一方面，采用鈦材料作為粘接層，鈦材料本身具備一定的厚度，可以減少金材料的用量。
s17：去除所有所述電子束膠層，獲得所述具備納米電極圖案的電極基底。這里，將所述電子束膠層完全置于丙酮溶液中，在溫度為75℃的條件下浸泡約2小時。
s1步驟包括：硅片的清洗和納米顆粒團簇及納米線的分散。對所述硅片進行清洗，這里，將所述硅片置于裝有去離子水的玻璃瓶中，然后將玻璃瓶中放置在超聲清洗機中進行超聲清洗，超聲清洗時間為10-20分鐘并優選15分鐘；取出所述硅片，然后將所述硅片置于裝有丙酮溶液的玻璃瓶中，進行二次超聲清洗，二次超聲清洗時長為12-18分鐘并優選15分鐘。取出清洗后的所述硅片，用氮氣對所述硅片表面進行吹拂，獲得表面無細微雜物附著的所述硅片，若表面存在明顯的污漬，則重復上述步驟再次清洗。這里分別采用去離子水和丙酮溶液依次對硅片清洗的好處在于去除細小的污染物和顆粒雜質。
納米顆粒團簇及納米線的分散：首先，進行納米溶液的配備，采用精密電子天平稱取適量納米顆粒團簇及納米線，將酒精和稱取的納米顆粒團簇及納米線混合于塑料器皿中，將所述塑料器皿置于超聲波清洗機中進行超聲處理15分鐘，獲得混合溶液；取所述混合溶液置于玻璃瓶中，再次進行超聲處理15分鐘。需要說明的是，在超聲處理過程中，需要不斷更換超聲清洗機中的水溶液，保證超聲處理過程中的水溫在30攝氏度以下。然后，進行納米顆粒團簇及納米線的旋涂，利用移液器吸取納米溶液，滴少許溶液至經s11步驟清洗后的硅片上，將硅片置于勻膠機上，設定不同轉速將滴有納米顆粒團簇及納米線的溶液在硅片上進行均勻旋涂，最后制備得到均勻分散的納米線及納米顆粒團簇的基底。此處，納米顆粒團簇采用銀納米顆粒，納米線采用碳納米管，納米線和納米顆粒各取0.1-0.3mg，酒精溶液100ml。需要說明的是，納米顆粒團簇也可以采用銀納米顆粒和銅納米顆粒，納米線也可以采用氧化鋅納米線和硅納米線，其中，納米顆粒的直徑小于20nm，納米線的直徑大于100nm。
這里，s11步驟和s12步驟中均進行了超聲處理，s11步驟中的超聲處理的目的是在于對所述硅片進行清洗，而s12中超聲處理的目的在于通過超聲使納米溶液產生激振，使二者混合均勻，相比于傳統中采用攪拌的方式，本方法可以避免造成納米線和納米顆粒的損壞。先采用塑料器皿進行操作的目的是塑料表面粗糙，摩擦力較大，可以縮短超聲處理的時間，而采用玻璃瓶的目的是，玻璃瓶表面光滑，減少納米顆粒與納米線的粘附，玻璃材料導熱性能較佳，避免玻璃瓶內溫度過高，使納米顆粒和納米線產生變性。
s1步驟和s2步驟之間，還包括：進行真空腔101的抽真空處理：關閉真空腔101，并對所述真空腔101進行抽真空。這樣設置的好處在于，在校準時對所述真空腔101進行抽真空處理，使電子束處于真空的工作環境中，提高了電子束成像的精度。
s2步驟中，通過ccd相機106對所述真空腔101內環境進行觀測，調節粗定位樣品臺201，使所述硅基底移動至設定位置；開啟電子束發射及調控模塊102的成像功能，調節所述精定位樣品臺202、電子束物鏡103和所述電子束發射及調控模塊102，使所述硅基底的納米線和納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，為了增大所述精定位樣品臺202的空間裕度，先對所述粗定位樣品臺進行移動，使所述電極基底先調整至設定位置，該位置使所述電極基底位于電子束物鏡103正下方，然后通過所述精定位樣品臺202進行微調。實際操作過程中，先調節粗定位樣品臺201，使所述基底上表面距離電子束物鏡103正下方10-15mm處；開啟電子束發射及調控模塊102的成像功能，設置電子束發射及調控模塊102中的電子束加速電壓為5-10kev，調節電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在2000-5000倍之間，使所述硅基底的納米線和納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。
s3步驟包括：調節所述粗定位樣品臺201的旋轉自由度，使所述精定位樣品臺202傾斜，傾斜角度為α，實際操作中α在5-10°之間；調節所述精定位樣品臺202，選取目標納米線使其位于成像視圖的中央；調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，使所述目標納米線在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，調節電子束物鏡103在于增大電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在5000-15000倍之間，調節電子束發射及調控模塊102在于調節電子束的加速電壓等電子束相關參數。這樣設置的好處在于，這里通過粗定位樣品臺特殊的旋轉自由度，使精定位樣品臺先傾斜適當的角度，使afm探針處于較佳的操作角度，便于后續納米線和納米顆粒團簇的移動。
s4步驟包括：利用執行端操作裝置帶動執行端夾取所述目標納米線包括：調節電子束物鏡103，縮小電子束物鏡103的放大倍數，這里電子束物鏡103的放大倍數在2000-5000倍之間；這里，所述第一運動機構203有兩套，所述第二運動機構204有一套，分別在其中兩套所述第一運動機構203上安裝afm探針，所述第二運動機構204上安裝鎢針，通過所述兩套第一運動機構203分別將所述afm探針移動，使afm探針不斷接近目標納米線，直至使所述afm探針的針尖和所述目標納米線均在顯示裝置108上呈現出清晰的成像，這里，兩套所述afm探針的針尖與所述目標納米線的最小距離為10nm，捕捉所述afm探針的針尖與所述目標納米線的作用位置；控制所述第一運動機構，使兩套所述afm探針的針尖移動至所述目標納米線的作用位置，使兩個afm探針的針尖形成鑷子，將所述目標納米線夾持住。
s5步驟包括：調節所述精定位樣品臺202的平動自由度，使目標納米線與硅基底脫離；調節粗定位樣品臺201的平動自由度，移動所述電極基底，使電極基底位于所述目標納米線正下方；調節所述精定位樣品臺202的平動自由度，使所述目標納米線的兩端分別位于兩個電極的正上方，并使所述目標納米線的兩端分別與兩個電極接觸。這是因為納米線本身具有一定的剛度；為避免納米線沾附于所述afm探針而難以實現放置，通過所述第二運動機構204控制鎢針的運動，將所述目標納米線壓緊至所述電極基底上，輔助將被夾持的納米線放置在電極上；控制兩套所述第一運動機構203，使所述兩個afm探針的針尖與納米線分離，借助于納米線自身重力及鎢針的輔助，將納米線放置于電極上。這里，充分利用了所述精定位樣品臺202和粗定位樣品臺201組合的優勢，所述納米操作裝置使得納米線的移動更加靈活。
s6步驟包括：移動所述粗定位樣品臺201，帶動所述硅基底及電極基底運動，使所述硅基底位于視野中央；調節所述精定位樣品臺202；選取目標納米顆粒團簇使其位于成像視圖的中央；調節電子束物鏡103和電子束發射及調控模塊102，使所述納米顆粒團簇在顯示裝置108上呈現出清晰的成像。這里，調節電子束物鏡103在于增大電子束物鏡103的放大倍數，放大倍數在5000-15000倍之間，調節電子束發射及調控模塊102在于調節電子束的加速電壓等電子束相關參數。
s7步驟包括：利用執行端操作裝置帶動執行端夾取所述目標納米顆粒團簇包括：調節電子束物鏡103，縮小電子束物鏡103的放大倍數，這里電子束物鏡103的放大倍數在2000-5000倍之間；這里，所述第一運動機構203有三套，其中一套所述第一運動機構203上安裝有所述光纖探針，另外兩套所述第一運動機構203上分別安裝有afm探針，所述第二運動機構204上安裝有鎢針，通過兩套所述第一運動機構203分別將所述afm探針移動，使afm探針不斷接近目標納米顆粒團簇，直至使所述afm探針的針尖和所述目標納米顆粒團簇均在顯示裝置108上呈現出清晰的成像，這里，兩套所述afm探針的針尖與所述目標納米顆粒團簇的最小距離為10nm，捕捉所述afm探針的針尖與所述目標納米顆粒團簇的作用位置；控制所述第一運動機構203，使兩套所述afm探針的針尖移動至所述目標納米顆粒團簇的作用位置，使兩個afm探針的針尖形成鑷子，將納米顆粒團簇夾持住。
s8步驟包括：調節所述精定位樣品臺202的平動自由度，使目標納米顆粒團簇與硅基底脫離；調節粗定位樣品臺201的平動自由度，使所述電極基底移動，并使電極基底位于所述目標納米顆粒團簇正下方；調節所述精定位樣品臺202的平動自由度，使所述電極基底移動，使所述目標納米顆粒團簇位于所述電極的正上方；調節納米操作裝置，使afm探針釋放所述目標納米顆粒團簇，使所述目標納米顆粒團簇位于所述目標納米線與電極的連接處，這里，可通過移動所述樣品臺，使所述目標納米顆粒團簇移動至所述目標納米線與電極的連接處，也可以通過調節所述執行端操作裝置，使所述目標納米顆粒團簇移動至所述目標納米線與電極的連接處。這里，充分利用了所述精定位樣品臺202和粗定位樣品臺201組合的優勢，所述納米操作裝置使得納米線的移動更加靈活。并依次重復s5-s7的步驟，將多個所述目標納米顆粒團簇移動至所述目標納米線與電極的連接處。
s9步驟中采用近場光作為熱源，采用所述納米顆粒團簇作為焊劑，進行所述納米線與電極之間的連接步驟包括：
調節第一運動機構，使其中一套所述afm探針的針尖位于所述納米線與電極的連接處，這里，使所述afm探針的針尖位于納米顆粒之上，并與所述納米顆粒團簇的最小距離為1-5nm。
開啟激光發射裝置，調節激光功率、波長等激光參數，這里，激光功率設置為10-65mw，激光波長設置為808nm，控制第一運動機構調整光纖探針的角度及位置，使激光從所述光纖探針出射至所述納米線對接處的納米顆粒團簇，并使所述afm探針的針尖位于激光輻照的范圍內。此時，所述afm探針的針尖以及納米顆粒團簇之間會產生近場光，通過控制近場光作用時間1-5min，可以將納米顆粒團簇融化，進而將兩根納米線連接。這里，納米顆粒團簇充當連接媒介，通過納米顆粒團簇的融化實現不同的所述納米線之間的連接。這里通過移動一個第一運動機構至帶動所述afm探針至不同的空間位置，實現了納米線和納米顆粒的移動，輔助實現了近場光的發生。
本實施例的好處在于，通過將納米線和納米顆粒按照一定比例混合后均勻分散于硅片表面，避免了直接涂覆納米線和納米顆粒團簇造成的過于集中或過于疏散的現象的發生，提高了納米線與電極連接的效率；通過粗定位平臺與精定位平臺的配合，可以更加高效地對納米顆粒團簇和納米線進行捕捉，提高了納米線連接與電極連接的效率；通過粗定位平臺與第一運動機構的配合，使afm探針的操作更加便捷，提高了納米線與電極連接的效率；通過將遠場光轉化為近場光，并利用近場光進行納米顆粒團簇的連接，避免激光的作用面積過大，造成納米線和納米顆粒的損毀，提高了納米線與電極的連接質量。
在利用所述納米顆粒團簇完成所述納米線與電極之間的連接后，關閉所述電子束發射及調控模塊102，并對所述真空腔101進行卸載真空，同時打開保護氣體引入裝置105，將保護氣體通入所述真空腔101中，然后打開艙門，取出樣品。這樣設置的好處在于，當所述真空腔101打開時，保護氣體可以避免所述納米線和納米顆粒被氧化及減少外界空氣對所述真空腔101內部的污染。
需要說明的是，本實施例只是利用納米連接裝置完成不同納米線連接的較佳實施例，納米連接裝置也可通過其他方式完成不同納米線的連接，本實施例所具備的好處已在前文說明，在此不再累述。因此，本實施例并不構成對納米連接裝置的限制。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種納米連接裝置，其特征在于，包括真空腔(101)、近場光發生裝置、電子束發射及調控模塊(102)、電子束物鏡(103)、納米操作裝置和控制裝置(107)；所述納米操作裝置包括樣品臺和執行端操作裝置，所述納米操作裝置設置于所述真空腔(101)內部，所述近場光發生裝置包括激光發射裝置和執行端，所述執行端設置于所述真空腔(101)內部且可拆卸安裝于所述執行端操作裝置上，所述電子束發射及調控模塊(102)與所述電子束物鏡(103)相連接，所述近場光發生裝置、所述電子束發射及調控模塊(102)、所述納米操作裝置分別與所述控制裝置(107)相連接。
2.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，所述納米連接裝置還包括保護氣體引入裝置(105)，所述保護氣體引入裝置(105)通過管道與所述真空腔(101)相連接。
3.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，還包括ccd相機(106)，所述ccd相機(106)安裝于所述真空腔(101)內，所述ccd相機(106)與所述控制裝置相連接。
4.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，所述執行端操作裝置包括：第一運動機構(203)、第二運動機構(204)，所述第一運動機構(203)包括多個平動自由度和至少一個旋轉自由度，所述第二運動機構(204)包括多個旋轉自由度和至少一個平動自由度，所述第一運動機構(203)和所述第二運動機構(204)上均可拆卸安裝有執行端，所述第一運動機構(203)和所述第二運動機構(204)分別與所述控制裝置(107)相連接。
5.根據權利要求4所述的納米連接裝置，其特征在于，所述執行端為鎢針(207)或者afm探針(205)，所述控制裝置(107)適于控制所述第一運動機構(203)和所述第二運動機構(204)分別帶動所述執行端運動形成微鑷子對納米結構進行夾取。
6.根據權利要求5所述的納米連接裝置，其特征在于，所述樣品臺包括精定位樣品臺(202)，所述精定位樣品臺(202)包括三個相互垂直的平動自由度，所述精定位樣品臺(202)適于置放所述納米結構并帶動所述納米結構移動。
7.根據權利要求6所述的納米連接裝置，其特征在于，所述樣品臺還包括：粗定位樣品臺(201)，其與所述精定位樣品臺(202)固定連接；所述粗定位樣品臺(201)包括多個平動自由度和至少兩個旋轉自由度，所述粗定位樣品臺(201)適于帶動所述精定位樣品臺(202)運動。
8.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，所述激光發射裝置位于所述真空腔(101)外部，所述激光發射裝置包括激光器(301)、激光偏振器(310)和激光參數放大器(302)。
9.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，所述近場光發生裝置還包括光纖耦合器(303)，所述光纖耦合器(303)通過光纖(304)與所述執行端連接。
10.根據權利要求1所述的納米連接裝置，其特征在于，所述執行端包括光纖探針(319)和鎢針(207)，所述光纖探針(319)的其中一端與所述光纖(304)連接，另外一端設置有直徑為納米級的小孔，所述鎢針(207)位于近場光的輻照范圍內，所述鎢針(207)適于對所述近場光進行增強。
技術總結
本實用新型提供了一種納米連接裝置，涉及加工制造技術領域。本實用新型所述納米連接裝置，包括真空腔、近場光發生裝置、電子束發射及調控模塊、電子束物鏡、納米操作裝置和控制裝置；所述納米操作裝置包括樣品臺和執行端操作裝置，所述納米操作裝置設置于所述真空腔內部，所述近場光發生裝置包括激光發射裝置和執行端，所述執行端設置于所述真空腔內部且可拆卸安裝于所述執行端操作裝置上，所述電子束發射及調控模塊與所述電子束物鏡相連接，所述近場光發生裝置、所述電子束發射及調控模塊、所述納米操作裝置分別與所述控制裝置相連接。本實用新型不需要移出樣品，通過所述樣品臺配合所述執行端操作裝置，所述樣品的操作靈活度更佳，從而提高納米連接的精度。
