近日，浙江大(dà)學伊利諾伊大(dà)學厄巴納香槟校區(qū)聯合學院、美(měi)國IBM沃森研究中心和(hé)東華大(dà)學的研究人員，合作(zuò)發明(míng)了(le)一種新型納米球探針技術。該技術可以精準測量納米到(dào)微米尺度範圍的界面，解決了(le)納米摩擦學領域的重要技術瓶頸。

　　球形原子力探針是衆多類型原子力顯微鏡探針中的重要成員。球形探針可以精準地測試樣品的力學特性，且不容易破壞樣品，在生物領域如細胞、細菌和(hé)病毒的力學測試，膠體科學領域有廣闊的應用(yòng)前景。但(dàn)是，傳統顯微鏡上(shàng)的球形探針，随着科研發展的進程具有明(míng)顯不足。因此如何做小(xiǎo)球形探針，如何讓球形探針粘上(shàng)去不掉下(xià)來(lái)，成爲擺在科學界面前的難題。

　　胡歡團隊長期從(cóng)事(shì)各種納米制造技術的研究，對(duì)高(gāo)能(néng)氦離子束并不陌生。高(gāo)能(néng)氦離子束可以聚焦成爲直徑在0.5納米左右的束斑，像一把超級小(xiǎo)刀(dāo)，将材料在納米尺度任意切割，但(dàn)在矽材料襯底中注入高(gāo)能(néng)氦離子束則會(huì)形成隆起。“這(zhè)是工(gōng)業界非常不願看(kàn)到(dào)的現(xiàn)象，這(zhè)個隆起可以說是氦離子用(yòng)于納米制造領域的一個瑕疵。”胡歡介紹。

　　但(dàn)是，這(zhè)個瑕疵在胡歡看(kàn)來(lái)“如獲至寶”。“從(cóng)透射電鏡的照片中可以清楚看(kàn)到(dào)矽片表面在氦離子的注入下(xià)隆起來(lái)像一個球，正好(hǎo)聯想到(dào)原子力顯微鏡球探針一直以來(lái)難以制造納米球的結構這(zhè)一技術瓶頸。”胡歡介紹說。

　　于是，胡歡研究組進行了(le)第一個利用(yòng)氦離子隆起效應制造納米球探針的實驗。通過聚焦離子刻蝕在普通原子力顯微鏡探針上(shàng)雕刻出一個平台，然後在平台上(shàng)精準定位，注入高(gāo)能(néng)氦離子束，使得單晶矽隆起，實現(xiàn)了(le)一種穩定可靠的納米球探針技術納米制造工(gōng)藝。具有高(gāo)分辨率、高(gāo)準确性、耐高(gāo)溫的球形探針由此制造而成了(le)，球針尖的直徑實現(xiàn)了(le)100納米~1微米精确調控，填補了(le)這(zhè)一領域空(kōng)白(bái)。