一种纳米机械谐振器

本技术属于半导体器件，具体涉及一种基于聚焦离子束的纳米机械谐振器的制备方法。

背景技术：

1、二维材料的发现使得传统的机械谐振器的尺寸微缩至纳米级尺寸，其主要结构为二维薄膜材料悬浮在特定形状和深度的谐振腔体上。由于纳米谐振器的振子为二维薄膜材料本身，因此具备体积小、质量轻、频率高、品质因子高以及灵敏度高等特点，从而备受研究人员的关注。其中，对于支撑二维薄膜材料的谐振腔体，传统的结构只能设计单次、单直径、单深度的谐振腔体。如果需要在同一基底上设置不同性能的谐振器，即需要制备多组不同直径和深度的谐振腔体，工艺复杂、制备成本昂贵且效率低下。

技术实现思路

1、为了克服传统纳米机械谐振器复杂的制备工艺，本实用新型提供了一种基于聚焦离子束的纳米机械谐振器，开创性地设计多腔体，在保证谐振器底部平整和腔壁斗直的基础上，实现了同时设置不同直径和深度的谐振腔体的目标，这种优化后的结构不仅克服了原有结构只有单次、单深度或者腔体直径的局限性，还极大地降低了同类型器件的制备成本和制备难度。

2、本实用新型采用如下技术方案：

3、一种纳米机械谐振器，包括基底，所述基底表面设有金电极以及谐振腔体；所述金电极以及谐振腔体的上方设有二维材料。

4、本实用新型中，所述基底为设有二氧化硅层的掺杂硅片。二氧化硅层的厚度为300～400纳米，掺杂硅片的厚度为450～550微米。

5、本实用新型中，谐振腔体为圆柱形；优选的，谐振腔体包括连通的谐振腔与辅助槽，其中谐振腔为圆柱形，辅助槽的形状没有限制，优选方形。二维材料完全覆盖谐振腔，且不覆盖或者不完全覆盖辅助槽。

6、优选的，谐振腔体在基底表面、金电极侧边5～15微米处。谐振腔体为多个，多个谐振腔体的尺寸各自相同或者不同。

7、本实用新型中，金电极由铬层与金层组成；二维材料悬浮在谐振腔体上方。

8、本实用新型公开的上述纳米机械谐振器可以制备机械谐振测试装置。

9、本实用新型将二维材料设置电极和谐振腔体上方，形成纳米机械谐振器。二维材料选用石墨烯薄膜，置于金电极和谐振腔体上方，石墨烯薄膜悬浮在谐振腔体上方，通过范德瓦尔斯力将石墨烯和谐振腔和金电极连在一起，通过外界激励，石墨烯薄膜产生振动，实现谐振器功能。将所述纳米机械谐振器置于低温强磁场等测试环境中，可实现超灵敏力探测、谷力学器件研究等。

技术特征：

1.一种纳米机械谐振器，包括基底，其特征在于，所述基底表面设有金电极以及谐振腔体；所述金电极以及谐振腔体的上方设有二维材料；谐振腔体为多个，多个谐振腔体的尺寸各自相同或者不同。

2.根据权利要求1所述纳米机械谐振器，其特征在于，所述基底为设有二氧化硅层的掺杂硅片。

3.根据权利要求2所述纳米机械谐振器，其特征在于，二氧化硅层的厚度为300～400纳米，掺杂硅片的厚度为450～550微米。

4.根据权利要求1所述纳米机械谐振器，其特征在于，谐振腔体为圆柱形。

5.根据权利要求1所述纳米机械谐振器，其特征在于，谐振腔体在基底表面、金电极侧边5～15微米处。

6.根据权利要求1所述纳米机械谐振器，其特征在于，金电极由铬层与金层组成。

7.根据权利要求1所述纳米机械谐振器，其特征在于，二维材料悬浮在谐振腔体上方。

技术总结
本技术属于半导体器件技术领域，提供一种纳米机械谐振器，包括基底，所述基底表面设有金电极以及谐振腔体；所述金电极以及谐振腔体的上方设有二维材料。本技术可以设计不同深度、不同直径谐振腔体，谐振腔体包括连通的谐振腔与辅助槽，其中谐振腔为圆柱形。本技术实现了同时设置不同直径和深度的谐振腔体的目标，这种优化后的结构不仅克服了原有结构只有单次、单深度或者腔体直径的局限性，还极大地降低了同类型器件的制备成本和制备难度。

技术研发人员：陈风楠,谷子欣,莫泽
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：20230510
技术公布日：2024/1/15