專(zhuān)利名稱(chēng)：一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
21世紀(jì)，由于信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、國(guó)防等工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)材料性能提出更新更高的要求，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)纫蟛牧系某叽缭絹?lái)越小，航空航天、新型軍事裝備及陷阱制造技術(shù)使材料的性能趨于極端化。因此，新材料的研究和創(chuàng)新必然是未來(lái)的科學(xué)研究的重要課題和發(fā)展基礎(chǔ)，其中由于納米材料特殊的物理和化學(xué)性能，以及由此產(chǎn)生的特殊應(yīng)用價(jià)值，使其成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。納米材料由于其體積和單位質(zhì)量的表面積與固體材料的差別，達(dá)到一定的極限時(shí)，納米顆粒呈現(xiàn)出特殊的表面效應(yīng)和體積效應(yīng)，這些因素都決定著顆粒的最終的物理化學(xué)性能，如隨著表面積的顯著增大，會(huì)使納米粒子的表面極其活潑，呈現(xiàn)出不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)其暴露于空氣中時(shí)，容易被氧化。此外，納米粒子還會(huì)出現(xiàn)特殊的電、光、磁學(xué)性能和超常的力學(xué)性能。在納米材料中，金屬納米薄膜被廣泛地應(yīng)用于器件的鏈接、光或氣體傳感和表面催化等。納米薄膜的厚度對(duì)其表面形貌及其導(dǎo)電性能有較大的影響，進(jìn)而會(huì)影響其應(yīng)用。 現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了多種檢測(cè)金屬納米薄膜厚度的方法，如根據(jù)鍍膜的厚度隨鍍膜時(shí)間線(xiàn)性增加這一經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，根據(jù)鍍膜時(shí)間計(jì)算得到金屬納米薄膜的厚度，由于每次鍍膜的條件并不能完全一樣，導(dǎo)致鍍膜的速率發(fā)生變化，從而不符合其線(xiàn)性規(guī)律，使得這種方法得到的檢測(cè)結(jié)果不可靠；為了提高對(duì)金屬納米薄膜厚度檢測(cè)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確度，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了石英晶體振蕩器膜厚傳感器法，然而石英晶體振蕩器膜厚傳感器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的利用，其表面會(huì)覆蓋金屬，使得檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確性降低；為了彌補(bǔ)石英晶體振蕩器膜厚傳感器法的不足，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了掃描探針顯微術(shù)用于測(cè)定金屬薄膜的厚度，這種掃面探針顯微術(shù)能夠檢測(cè)得到準(zhǔn)確的金屬納米薄膜的厚度，然而這種技術(shù)要求待測(cè)的金屬納米薄膜具有尖銳的邊緣，且使用的儀器原子力顯微鏡的價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，不利于其廣泛地應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，本發(fā)明提供的金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法簡(jiǎn)便、易操作。本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟a)檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；b)根據(jù)所述步驟a)得到的電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到所述金屬納米薄膜的厚度；所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。優(yōu)選的，所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)為所述金屬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)。優(yōu)選的,所述金屬納米薄膜為厚度小于70nm的金屬納米薄膜。優(yōu)選的，所述金屬納米薄膜為厚度小于等于50nm的金屬納米薄膜。優(yōu)選的，所述金屬納米薄膜為厚度大于等于3nm的金屬納米薄膜。優(yōu)選的，所述金屬納米薄膜的材質(zhì)為純金屬或金屬合金。優(yōu)選的，所述金屬納米薄膜為鉬納米薄膜、銀納米薄膜或金納米薄膜。優(yōu)選的，所述步驟a)具體為采用萬(wàn)用表檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值。 優(yōu)選的，所述步驟b)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)由以下方法獲得檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度；檢測(cè)所述金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)所述金屬納米薄膜的電阻值，得到所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)；根據(jù)所述金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度的倒數(shù)與所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。優(yōu)選的，所述檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度具體為采用原子力顯微鏡檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度。本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)得到的電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到所述金屬納米薄膜的厚度；所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。 本發(fā)明通過(guò)計(jì)算得到，金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到金屬納米薄膜厚度與其電阻值的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，因此，根據(jù)金屬納米薄膜的電阻值與所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)可以計(jì)算出金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明提供的方法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，減少了對(duì)昂貴儀器的使用，減低了檢測(cè)成本，且得到的檢測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度。本發(fā)明以鉬納米薄膜為例，采用本發(fā)明提供的方法檢測(cè)了鉬納米薄膜的厚度，結(jié)果表明，鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性方程為L(zhǎng)n(R) = 21. 18/d+3. 9450，其中R為鉬納米薄膜的電阻值，單位為歐姆，d為鉬納米薄膜的厚度，單位為nm，根據(jù)所述線(xiàn)性方程和測(cè)得的鉬納米薄膜的電阻值計(jì)算得到待測(cè)鉬納米薄膜的厚度，計(jì)算結(jié)果與采用原子力顯微鏡檢測(cè)得到的鉬納米薄膜的厚度之間的相對(duì)誤差較小，計(jì)算結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例制備的鉬納米薄膜的工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例I制備的鉬納米薄膜的光學(xué)顯微照片；圖3為本發(fā)明實(shí)施例I制備的鉬納米薄膜邊緣的原子力顯微鏡高度圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例I得到的鉬納米薄膜的電阻值與其厚度的倒數(shù)之間的關(guān)系曲線(xiàn).圖5為本發(fā)明實(shí)施例I得到的鉬納米薄膜電阻值的自然數(shù)對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟a)檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；b)根據(jù)所述步驟a)得到的電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜的電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到所述金屬納米薄膜的厚度；所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。與普通薄膜相比，納米薄膜尤其是金屬納米薄膜具有許多獨(dú)特的性能，如巨電導(dǎo)、 巨磁電阻效應(yīng)、巨霍爾效應(yīng)、可見(jiàn)光發(fā)射等。金屬納米薄膜優(yōu)異的性質(zhì)使其可以作為氣體催化(如汽車(chē)尾氣處理)材料、過(guò)濾器材料、高密度磁記錄材料、光敏材料、平面顯示材料及超導(dǎo)材料等?，F(xiàn)有技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，金屬納米薄膜的電導(dǎo)性能與其厚度有著密切的關(guān)系，進(jìn)而會(huì)影響金屬納米薄膜的應(yīng)用。經(jīng)典的電阻定律為，導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比，跟它的橫截面積S成反 t匕，還跟導(dǎo)體的材料有關(guān)系，公式為R= PL/S，其中P為制成電阻的材料電阻率，L為導(dǎo)電端之間的距離，S為導(dǎo)體的橫截面積，R為電阻值。然而，對(duì)于金屬納米薄膜來(lái)說(shuō)，其的電阻值與其厚度的倒數(shù)不符合經(jīng)典的電阻定律，因此不能通過(guò)上述公式根據(jù)金屬納米薄膜的電阻值計(jì)算得到金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，當(dāng)金屬納米薄膜的厚度小于 70nm時(shí)，其電阻的對(duì)數(shù)與金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)成線(xiàn)性關(guān)系，本發(fā)明基于此提供一種簡(jiǎn)單的金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法。本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，首先檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻值，得到所述金屬納米薄膜的電阻值。本發(fā)明對(duì)所述金屬納米薄膜電阻值的檢測(cè)方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的電阻值的檢測(cè)技術(shù)方案即可。本發(fā)明采用萬(wàn)用表對(duì)所述金屬納米薄膜進(jìn)行檢測(cè)，得到所述金屬納米薄膜的電阻值，本發(fā)明對(duì)所述萬(wàn)用表的生產(chǎn)廠家、型號(hào)等沒(méi)有特殊的限制，采用市售萬(wàn)用表即可。在本發(fā)明中，所述萬(wàn)用表可以為型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表。本發(fā)明對(duì)所述金屬納米薄膜的材質(zhì)沒(méi)有特殊的限制，對(duì)于具有電子導(dǎo)電性的金屬得到的金屬納米薄膜都可以采用本發(fā)明提供的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)其厚度的檢測(cè)。在本發(fā)明中，所述金屬納米薄膜的材質(zhì)可以為純金屬金屬合金，例如鉬納米薄膜、金納米薄膜或銀納米薄膜。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在金屬納米薄膜的厚度小于70nm時(shí)，其電阻值的對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，因此，所述金屬納米薄膜優(yōu)選為厚度小于70nm的金屬納米薄膜，更優(yōu)選為厚度小于等于50nm的金屬納米薄膜。得到金屬納米薄膜的電阻值后，本發(fā)明根據(jù)所述電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到所述金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算研究發(fā)現(xiàn)，金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，在本發(fā)明中，所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)優(yōu)選為所述金屬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)。本發(fā)明提高的方法首先檢測(cè)金屬納米薄膜的電阻值，根據(jù)得到的電阻值與預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到金屬納米薄膜的厚度。對(duì)于金屬納米薄膜來(lái)說(shuō)，其導(dǎo)電性主要來(lái)自自由電子，對(duì)于能夠通過(guò)自由電子進(jìn)行導(dǎo)電的金屬納米薄膜來(lái)說(shuō)，都可以采用本發(fā)明提供的方法通過(guò)對(duì)其電阻值的檢測(cè)，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到金屬納米薄膜的厚度。在本發(fā)明中，所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)優(yōu)選按照以下方法獲得
檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度；檢測(cè)所述金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)所述金屬納米薄膜的電阻值，得到所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)；根據(jù)所述金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度的倒數(shù)與所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。本發(fā)明檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度，本發(fā)明對(duì)于所述金屬納米薄膜標(biāo)準(zhǔn)厚度的檢測(cè)方法沒(méi)有特殊的限制，采用現(xiàn)有技術(shù)中已公開(kāi)的金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)技術(shù)方案即可。本發(fā)明采用原子力顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述金屬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，從能夠在得到的原子力顯微鏡的原子力高度圖中確定所述金屬納米薄膜的厚度。為了得到金屬納米薄膜的厚度與其電阻值之間的關(guān)系，本發(fā)明檢測(cè)所述金屬納米薄膜的電阻值。本發(fā)明對(duì)于金屬納米薄膜電阻值的檢測(cè)方法沒(méi)有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的檢測(cè)電阻值的技術(shù)方案即可。本發(fā)明優(yōu)選采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)金屬納米薄膜的電阻進(jìn)行檢測(cè)，得到所述金屬納米薄膜的電阻值。得到所述金屬納米薄膜的電阻值后，本發(fā)明計(jì)算所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)，優(yōu)選為自然對(duì)數(shù)，將得到的所述電阻值的對(duì)數(shù)與上述技術(shù)方案得到的所述金屬納米薄膜標(biāo)準(zhǔn)厚度的倒數(shù)進(jìn)行比較，研究發(fā)現(xiàn)，所述電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜標(biāo)準(zhǔn)厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到所述金屬納米薄膜電阻值對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。得到所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)后，本發(fā)明根據(jù)上述技術(shù)方案得到的待測(cè)金屬納米薄膜的電阻值與所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到所述待測(cè)金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算得出金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到金屬納米薄膜的電阻值與其厚度的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，因此，對(duì)于金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)，本發(fā)明只需通過(guò)簡(jiǎn)單的方法測(cè)得金屬納米薄膜的電阻值，然后根據(jù)所述的電阻值與所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算，即可得到金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單、快捷，無(wú)需采用大型昂貴的儀器，減低了檢測(cè)成本，且檢測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度。另外，本發(fā)明提供的方法還可以用于金屬納米薄膜電阻值的檢測(cè)，首先測(cè)定所述金屬納米薄膜的厚度，根據(jù)所述厚度與上述技術(shù)方案得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到所述金屬納米薄膜的電阻值。為了更進(jìn)一步的說(shuō)明本發(fā)明提供的金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，本發(fā)明以鉬納米薄膜為例，測(cè)定其厚度，具體過(guò)程如下本發(fā)明首先制備鉬納米薄膜，參看圖1，圖I為本發(fā)明實(shí)施例制備鉬納米薄膜的工藝流程示意圖。本發(fā)明首先將表面帶有絕緣二氧化硅層的硅片基底分別在丙酮、乙醇和水中各超聲20分鐘，然后將得到的硅片基底用氧等離子清洗2分鐘；在得到的清洗后的硅片基底上旋涂上RZJ-光膠；采用光刻技術(shù)對(duì)涂覆有光膠的硅片基底進(jìn)行刻蝕，得到納米薄膜的二維結(jié)構(gòu)；刻蝕完成后，用氫氧化鈉溶液洗去曝光部分的光膠；然后采用離子束濺射的方法沉積不同厚度的鉬納米薄膜，最后用丙酮除去未曝光部分的光膠及附在其上的金屬薄膜，得到具有不同厚度的鉬納米薄膜；得到鉬納米薄膜后，本發(fā)明采用原子力顯微鏡以輕敲模式檢測(cè)所述鉬納米薄膜的厚度，根據(jù)得到的原子力顯微鏡的原子力高度圖得到鉬納米薄膜的厚度；本發(fā)明采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)鉬納米薄膜的電阻，得到不同厚度的鉬納米薄膜的電阻值；得到不同厚度的鉬納米薄膜的電阻值后，本發(fā)明計(jì)算得到所述電阻值的自然對(duì)數(shù)，將所述鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與所述鉬納米薄膜厚度的倒數(shù)進(jìn)行線(xiàn)性擬合，發(fā)現(xiàn)鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性方程為 Ln(R) = 21. 18/d+3. 9450，其中，R為鉬納米薄膜的電阻值，單位為歐姆，d為鉬納米薄膜的厚度，單位為nm ；本發(fā)明檢測(cè)待測(cè)的鉬納米薄膜的電阻值，根據(jù)上述技術(shù)方案得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和檢測(cè)得到的鉬納米薄膜的電阻值，計(jì)算得到待測(cè)的鉬納米薄膜的厚度，結(jié)果表明，本發(fā)明提供的方法對(duì)鉬納米薄膜厚度的檢測(cè)得到的檢測(cè)結(jié)果具有較小的相對(duì)偏差，這說(shuō)明本發(fā)明提供的金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法具有較高的準(zhǔn)確度。本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)得到的電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與所述金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到所述金屬納米薄膜的厚度； 所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與金屬納米薄膜厚度之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。本發(fā)明通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到金屬納米薄膜電阻值與其厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，因此根據(jù)得到的待測(cè)金屬納米薄膜的電阻值和所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明提供的檢測(cè)方法操作簡(jiǎn)單，成本低，檢測(cè)快速，且得到的檢測(cè)結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確度，而且本發(fā)明提供的方法還可以根據(jù)金屬納米薄膜的厚度計(jì)算得到金屬納米薄膜的電阻值，拓展了其應(yīng)用范圍。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的金屬納米薄膜的檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述，但是不能將它們理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實(shí)施例I根據(jù)圖I所示的工藝流程制備得到不同厚度的鉬納米薄膜。采用原子力顯微鏡以輕敲模式對(duì)得到的鉬納米薄膜進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)得到的原子力顯微鏡的高度圖得到鉬納米薄膜的厚度。結(jié)果如圖2和圖3所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例I制備的鉬納米薄膜的光學(xué)顯微照片，圖3為本發(fā)明實(shí)施例I制備的鉬納米薄膜的邊緣原子力顯微鏡高度圖，從圖3可以得到鉬納米薄膜的厚度。得到鉬納米薄膜后，本發(fā)明采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)萬(wàn)用表檢測(cè)所述鉬納米薄膜的電阻值，根據(jù)經(jīng)典的電阻定律，得到鉬納米薄膜電阻值與其厚度的倒數(shù)之間的關(guān)系，結(jié)果如圖4所示，圖4為本發(fā)明實(shí)施例I得到鉬納米薄膜的電阻值與其厚度的倒數(shù)之間的關(guān)系曲線(xiàn)，由圖4可以看出，鉬納米薄膜的電阻值與其厚度的倒數(shù)不成簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系，即不符合電阻定量。、
本發(fā)明通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，結(jié)果如圖5所示，圖5為本發(fā)明實(shí)施例I得到的鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，由圖5可以看出，鉬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)成簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系，將所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)進(jìn)行線(xiàn)性擬合，得到所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性方程為L(zhǎng)n(R) = 21. 18/d+3. 9450，其中，R為鉬納米薄膜的電阻值，單位為歐姆，d為鉬納米薄膜的厚度，單位為nm，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍為3nm 70nm，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)為
0.9975。實(shí)施例2本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為29650歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為3. 3nm;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為3. 2nm，結(jié)果如表I所示，表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。實(shí)施例3本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為5520歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為4. 5nm;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為4. 6nm，結(jié)果如表I所示， 表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。實(shí)施例4本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為403. 8歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為10. 3nm ;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為10. 4nm，結(jié)果如表I所示，表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。實(shí)施例5本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為108. I歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為28. 7nm ;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為28. Onm,結(jié)果如表I所示，表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。實(shí)施例6本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為82. 31歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為45. 5nm ;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為42. lnm，結(jié)果如表I所示，表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。實(shí)施例7 本發(fā)明選取實(shí)施例I中制備的鉬納米薄膜，采用型號(hào)為DT 9204的宏達(dá)數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)得到所述鉬納米薄膜的電阻值為67. 31歐，根據(jù)實(shí)施例I得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到所述鉬納米薄膜的厚度為80. Inm ;為了驗(yàn)證本發(fā)明提供方法的準(zhǔn)確性，本發(fā)明采用原子力探針顯微鏡以輕敲模式對(duì)所述鉬納米薄膜的厚度進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為52. 4nm，結(jié)果如表I所示，表I為本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果。表I本發(fā)明實(shí)施例2 7得到的檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟a)檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；b)根據(jù)所述步驟a)得到的電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜的電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得到所述金屬納米薄膜的厚度；所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)為所述金屬納米薄膜電阻值的自然對(duì)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜為厚度小于70nm 的金屬納米薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜為厚度小于等于 50nm的金屬納米薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4任意一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜為厚度大于等于3nm的金屬納米薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜的材質(zhì)為純金屬或金屬合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述金屬納米薄膜為鉬納米薄膜、銀納米薄膜或金納米薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟a)具體為采用萬(wàn)用表檢測(cè)待測(cè)金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b)中的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)由以下方法獲得檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度；檢測(cè)所述金屬納米薄膜的電阻，得到所述金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)所述金屬納米薄膜的電阻值，得到所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)；根據(jù)所述金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度的倒數(shù)與所述金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度具體為采用原子力顯微鏡檢測(cè)得到金屬納米薄膜的標(biāo)準(zhǔn)厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)方法，包括以下步驟檢測(cè)得到待測(cè)金屬納米薄膜的電阻值；根據(jù)所述電阻值和預(yù)先制定的金屬納米薄膜厚度與金屬納米薄膜電阻值之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算得到所述金屬納米薄膜的厚度；所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為金屬納米薄膜的電阻值的對(duì)數(shù)與所述金屬納米薄膜厚度的倒數(shù)之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。本發(fā)明計(jì)算得到金屬納米薄膜電阻值的對(duì)數(shù)與其厚度的倒數(shù)之間存在良好的線(xiàn)性關(guān)系，從而得到金屬納米薄膜厚度與所述電阻值的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和金屬納米薄膜的電阻值，得到金屬納米薄膜的厚度。本發(fā)明提供的方法對(duì)金屬納米薄膜厚度的檢測(cè)無(wú)需復(fù)雜的操作過(guò)程，簡(jiǎn)單方便，而且檢測(cè)速度快，成本低。
文檔編號(hào)G01B7/06GK102620642SQ20121008820
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者孫玉靜, 張悅, 戴海潮, 李壯, 溫志偉, 石巖, 許富剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所