一種大面積單層膠體球陣列制備儀的制作方法
【專利摘要】一種大面積單層膠體球陣列制備儀，它涉及微納結(jié)構(gòu)光學(xué)天線陣列、表面等離激元晶體子制作領(lǐng)域，程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)固定在下框架的左端，下框架的內(nèi)部裝有陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)裝在運(yùn)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的下拖板上，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有陣列刮刀夾具，電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)分別與設(shè)備內(nèi)部連接；它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作過程容易，效率高，產(chǎn)出率高，縮短工作時(shí)間。
【專利說明】一種大面積單層膠體球陣列制備儀
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型涉及微納結(jié)構(gòu)光學(xué)天線陣列、表面等離激元晶體子制作領(lǐng)域，具體涉及一種大面積單層膠體球陣列制備儀。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]納米球刻蝕法是目前納米結(jié)構(gòu)制備較為簡(jiǎn)易的一種方法，主要是利用二維有序膠體球來制備納米結(jié)構(gòu)。最為簡(jiǎn)單的方法是滴涂法，其過程如下:將膠體微球直接滴在襯底表面，在膠體微球間的相互作用力的作用，自組裝形成單層的二維有序膠體球陣列結(jié)構(gòu)，在以單層膜為掩模板在襯底上沉積金屬，去掉膠體球后，在襯底上形成了二維有序的金屬陣列結(jié)構(gòu)。這種方法無需昂貴的設(shè)備，制備工藝簡(jiǎn)單、成本低。這種方法的缺點(diǎn)是很難形成較大面積的膠體球陣列結(jié)構(gòu)，形成的面積一般為幾百平方微米量級(jí)，僅局限用于基礎(chǔ)科研的研究，如微區(qū)的表面增強(qiáng)拉曼散射。如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量超大面積單疇的二維膠體晶體是對(duì)納米球印刷技術(shù)的一個(gè)新突破。利用二維膠體晶體有序陣列結(jié)構(gòu)結(jié)合氧等離子刻蝕技術(shù)、沉浸、壓印等加工手段可得到不同形狀的納米結(jié)構(gòu)。這些納米結(jié)構(gòu)在微電子學(xué)、納米光子學(xué)、光學(xué)開關(guān)、化學(xué)和生物傳感器、光學(xué)集成芯片、光子晶體等方面都有廣泛的應(yīng)用前景。
[0005]膠體微球單層膜的制備方法有很多，包括垂直自然沉降法，旋涂法，提拉法，電泳法，間隙通道自組裝法等。垂直自然沉降法的基本原理是，將膠體微球溶液以特定的比例稀釋后倒入燒杯，將親水處理的載玻片襯底垂直放入燒杯中，溶液在特定的溫度下以恒定速率蒸發(fā)溶液，在襯底表面形成一層膠體微球陣列。但缺點(diǎn)是蒸發(fā)溶液的時(shí)間很長(zhǎng)，非常容易受到環(huán)境的影響，如微弱的振動(dòng)。旋涂法是將膠體微球溶液滴涂在襯底上，膠體球在離心力的作用下排列成有序結(jié)構(gòu)，這種方法較為簡(jiǎn)單，能夠很快速的形成微球的單層結(jié)構(gòu)，但成膜質(zhì)量不高，受到溶液本身的濃度、環(huán)境影響很大，如溶液的配比的比例，旋涂的速度的控制，周圍的溫度及濕度等等因素，最為重要的是溶液浪費(fèi)較為嚴(yán)重。提拉法是得到多層膠體微球陣列較為好的方法，通過控制溶液的濃度(一般的濃度要求要達(dá)到8-10wt%)，提拉速度、溶液的溫度等條件達(dá)到微球自組裝形成的陣列。間隙通道自組裝法是通過兩個(gè)玻璃基片通過膠帶等留一個(gè)空隙，讓膠體微球溶液在通道自組裝形成微球陣列，一般形成的陣列結(jié)構(gòu)相對(duì)比較稀疏，排列的不是很緊密。
[0006]實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種大面積單層膠體球陣列制備儀，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作過程容易，效率高，產(chǎn)出率高，縮短工作時(shí)間。
[0008]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案:它包含陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、下框架6、程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)、陣列刮刀夾具9、陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)、下拖板15，程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)固定在下框架6的左端，下框架6的內(nèi)部裝有陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)裝在運(yùn)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的下拖板15上，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有陣列刮刀夾具9，電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)分別與設(shè)備內(nèi)部連接。
[0009]所述的陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置包括水平滑軌17、滾珠絲杠16、皮帶4、伺服電機(jī)5、下拖板15、皮帶輪11、伺服系統(tǒng)支撐框架12、諧波減速器輸入輪13、伺服電機(jī)輸出輪14，兩個(gè)水平滑軌17分別平行安裝在下框架6上，水平滑軌17的滑塊上固定有下拖板15，下拖板15的中間安裝有滾珠絲杠16的運(yùn)動(dòng)副端，且與滾珠絲杠16、水平滑軌17平行并處于兩者的中間，滾珠絲杠16的輸入端上安裝有皮帶輪11，皮帶輪11通過皮帶4與諧波減速器的伺服電機(jī)輸出輪14相連，諧波減速器輸入輪13與諧波減速器的輸出輪14通過螺絲固定在一起，諧波減速器3的輸入端裝有諧波減速器輸入輪13，諧波減速器輸入輪13通過皮帶與伺服電機(jī)5的輸出輪連接，伺服電機(jī)5、諧波減速器3固定在伺服系統(tǒng)支撐框架12上。多種減速方式級(jí)聯(lián)達(dá)到了減速減震動(dòng)的多重效果。
[0010]所述陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)包含垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)1、陣列刮刀移動(dòng)龍門架10、陣列刮刀夾具9、不銹鋼刮刀2，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)I裝在陣列刮刀移動(dòng)龍門架10的頂部中間，其軸向下，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)I的輸出法蘭連接在陣列刮刀夾具9上，不銹鋼刮刀2裝在陣列刮刀夾具9的內(nèi)部，陣列刮刀夾具9通過彈簧片保證刮刀與鋁合金固定板8均勻接觸。
[0011]所述程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含程控加熱平臺(tái)7、鋁合金固定板8，鋁合金固定板8通過高溫膠帶固定在程控加熱平臺(tái)7的加熱面上，鋁合金固定板8的中部有一淺槽，程控加熱平臺(tái)7控制溫度，并傳出實(shí)時(shí)溫度。
[0012]本實(shí)用新型可以是陣列單層膠體球的過程中運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，可實(shí)現(xiàn)陣列、控溫、換刀的自動(dòng)化操作，大大提簡(jiǎn)化單層膠體球的制作流程，使其能夠高速高效準(zhǔn)確地完單層膠體球制作過程，整個(gè)過程由PC機(jī)控制微處理器自動(dòng)完成。該裝置可用于單層膠體球的聞效率、聞品質(zhì)生廣。
[0013]本實(shí)用新型具有如下有益效果:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作過程容易，效率高，產(chǎn)出率高，縮短工作時(shí)間。
[0014]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1的后視圖；
[0017]圖3為圖1的右視圖；
[0018]圖4為圖1的仰視圖；
[0019]圖5為本實(shí)用新型的電路原理示意框圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】:
[0021]參看圖1-圖5，本【具體實(shí)施方式】采用如下技術(shù)方案:它包含陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、下框架6、程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)、陣列刮刀夾具9、陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)、下拖板15，程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)固定在下框架6的左端，下框架6的內(nèi)部裝有陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)裝在運(yùn)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的下拖板15上，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有陣列刮刀夾具9，電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)分別與設(shè)備內(nèi)部連接。
[0022]所述的陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置包括水平滑軌17、滾珠絲杠16、皮帶4、伺服電機(jī)5、下拖板15、皮帶輪11、伺服系統(tǒng)支撐框架12、諧波減速器輸入輪13、伺服電機(jī)輸出輪14，兩個(gè)水平滑軌17分別平行安裝在下框架6上，水平滑軌17的滑塊上固定有下拖板15，下拖板15的中間安裝有滾珠絲杠16的運(yùn)動(dòng)副端，且與滾珠絲杠16、水平滑軌17平行并處于兩者的中間，滾珠絲杠16的輸入端上安裝有皮帶輪11，皮帶輪11通過皮帶4與諧波減速器的伺服電機(jī)輸出輪14相連，諧波減速器輸入輪13與諧波減速器的輸出輪14通過螺絲固定在一起，諧波減速器3的輸入端裝有諧波減速器輸入輪13，諧波減速器輸入輪13通過皮帶與伺服電機(jī)5的輸出輪連接，伺服電機(jī)5、諧波減速器3固定在伺服系統(tǒng)支撐框架12上。多種減速方式級(jí)聯(lián)達(dá)到了減速減震動(dòng)的多重效果。
[0023]所述陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)包含垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)1、陣列刮刀移動(dòng)龍門架10、陣列刮刀夾具9、不銹鋼刮刀2，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)I裝在陣列刮刀移動(dòng)龍門架10的頂部中間，其軸向下，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)I的輸出法蘭連接在陣列刮刀夾具9上，不銹鋼刮刀2裝在陣列刮刀夾具9的內(nèi)部，陣列刮刀夾具9通過彈簧片保證刮刀與鋁合金固定板8均勻接觸。
[0024]所述程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含程控加熱平臺(tái)7、鋁合金固定板8，鋁合金固定板8通過高溫膠帶固定在程控加熱平臺(tái)7的加熱面上，鋁合金固定板8的中部有一淺槽，程控加熱平臺(tái)7控制溫度，并傳出實(shí)時(shí)溫度。
[0025]本【具體實(shí)施方式】可以是陣列單層膠體球的過程中運(yùn)行平穩(wěn)，噪音小，可實(shí)現(xiàn)陣列、控溫、換刀的自動(dòng)化操作，大大提簡(jiǎn)化單層膠體球的制作流程，使其能夠高速高效準(zhǔn)確地完單層膠體球制作過程，整個(gè)過程由PC機(jī)控制微處理器自動(dòng)完成。該裝置可用于單層膠體球的聞效率、聞品質(zhì)生廣。
[0026]本【具體實(shí)施方式】具有如下有益效果:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作過程容易，效率高，產(chǎn)出率高，縮短工作時(shí)間。
[0027]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大面積單層膠體球陣列制備儀，其特征在于它包含陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、下框架(6)、程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)、陣列刮刀夾具(9)、陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)、下拖板(15)，程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)固定在下框架(6)的左端，下框架(6)的內(nèi)部裝有陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)裝在運(yùn)動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的下拖板(15)上，陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)內(nèi)裝有陣列刮刀夾具(9)，電控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)分別與設(shè)備內(nèi)部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積單層膠體球陣列制備儀，其特征在于所述的陣列刮刀推進(jìn)運(yùn)動(dòng)裝置包括水平滑軌(17)、滾珠絲杠(16)、皮帶(4)、伺服電機(jī)(5)、下拖板(15)、皮帶輪(11)、伺服系統(tǒng)支撐框架(12)、諧波減速器輸入輪(13)、伺服電機(jī)輸出輪(14)，兩個(gè)水平滑軌(17)分別平行安裝在下框架(6)上，水平滑軌(17)的滑塊上固定有下拖板(15)，下拖板(15)的中間安裝有滾珠絲杠(16)的運(yùn)動(dòng)副端，且與滾珠絲杠(16)、水平滑軌(17)平行并處于兩者的中間，滾珠絲杠(16)的輸入端上安裝有皮帶輪(11)，皮帶輪(11)通過皮帶(4)與諧波減速器的伺服電機(jī)輸出輪(14)相連，諧波減速器輸入輪(13)與諧波減速器的輸出輪(14)通過螺絲固定在一起，諧波減速器(3)的輸入端裝有諧波減速器輸入輪(13)，諧波減速器輸入輪(13)通過皮帶與伺服電機(jī)(5)的輸出輪連接，伺服電機(jī)(5)、諧波減速器(3)固定在伺服系統(tǒng)支撐框架(12)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積單層膠體球陣列制備儀，其特征在于所述陣列刮刀移動(dòng)龍門架機(jī)構(gòu)包含垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)(I)、陣列刮刀移動(dòng)龍門架(10)、陣列刮刀夾具(9)、不銹鋼刮刀(2)，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)⑴裝在陣列刮刀移動(dòng)龍門架(10)的頂部中間，其軸向下，垂直運(yùn)動(dòng)直線步進(jìn)電機(jī)(I)的輸出法蘭連接在陣列刮刀夾具(9)上，不銹鋼刮刀(2)裝在陣列刮 刀夾具(9)的內(nèi)部，陣列刮刀夾具(9)通過彈簧片與鋁合金固定板⑶均勻接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積單層膠體球陣列制備儀，其特征在于所述程控加熱平臺(tái)機(jī)構(gòu)包含程控加熱平臺(tái)(7)、鋁合金固定板(8)，鋁合金固定板(8)通過高溫膠帶固定在程控加熱平臺(tái)(7)的加熱面上，鋁合金固定板(8)的中部有一淺槽。
【文檔編號(hào)】B81C1/00GK203667995SQ201420010428
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】閆衛(wèi)國(guó), 封彥舟, 鮑磊, 羅春麗, 張運(yùn)杰 申請(qǐng)人:天津木牛流馬科技發(fā)展有限公司