近日，浙江大學伊利諾伊大學厄巴納香槟校(xiào)區聯合學院、美國IBM沃森研究中心和東華大學的研究人(rén)員(yuán)，合作(zuò)發明了(le)一(yī)種新(xīn)型納米球探針技術。該技術可以精準測量納米到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(zǐ)力探針是衆多類型原子(zǐ)力顯微鏡探針中的重要成員(yuán)。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(shēng)物領域如(rú)細胞、細菌和病毒的力學測試，膠體(tǐ)科學領域有廣闊的應用前景。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顯不足。因此如(rú)何做小球形探針，如(rú)何讓球形探針粘上(shàng)去不掉下(xià)來(lái)，成為(wèi)擺在科學界面前的難題。

　　胡歡團隊長期從事(shì)各種納米制造技術的研究，對高能(néng)氦離子(zǐ)束并不陌生(shēng)。高能(néng)氦離子(zǐ)束可以聚焦成為(wèi)直徑在0.5納米左右的束斑，像一(yī)把超級小刀，将材料在納米尺度任意切割，但(dàn)在矽材料襯底中注入高能(néng)氦離子(zǐ)束則會形成隆起。“這(zhè)是工業界非常不願看到的現(xiàn)象，這(zhè)個(gè)隆起可以說(shuō)是氦離子(zǐ)用于納米制造領域的一(yī)個(gè)瑕疵。”胡歡介紹。

　　但(dàn)是，這(zhè)個(gè)瑕疵在胡歡看來(lái)“如(rú)獲至寶”。“從透射電鏡的照片中可以清楚看到矽片表面在氦離子(zǐ)的注入下(xià)隆起來(lái)像一(yī)個(gè)球，正好(hǎo)(hǎo)聯想到原子(zǐ)力顯微鏡球探針一(yī)直以來(lái)難以制造納米球的結構這(zhè)一(yī)技術瓶頸。”胡歡介紹說(shuō)。

　　于是，胡歡研究組進行了(le)第一(yī)個(gè)利用氦離子(zǐ)隆起效應制造納米球探針的實驗。通過聚焦離子(zǐ)刻蝕在普通原子(zǐ)力顯微鏡探針上(shàng)雕刻出一(yī)個(gè)平台，然後在平台上(shàng)精準定位，注入高能(néng)氦離子(zǐ)束，使得單晶矽隆起，實現(xiàn)了(le)一(yī)種穩定可靠的納米球探針技術納米制造工藝。具有高分(fēn)辨率、高準确性、耐高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(yī)領域空白。