摘要：本文主要介紹了微細(xì)加工技術(shù)、精密測試技術(shù)、微系統(tǒng)技術(shù)等微米技術(shù)和以納米電子技術(shù)、納米機械技術(shù)、納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)為主的納米技術(shù)。

關(guān)鍵詞：微米技術(shù)；納米技術(shù)；微細(xì)加工技術(shù)；納米電子技術(shù)；納米機械技術(shù)

科學(xué)技術(shù)向微小領(lǐng)域發(fā)展，由毫米級、微米級繼而涉足納米級，人們把這個領(lǐng)域的技術(shù)稱之為微米/納米技術(shù)（Micro& Nano-Technlogy）。

當(dāng)前，微米/納米技術(shù)在國際上已使人類在改造自然方面進人一個新的層次，即以微米層次深人到原子、分子級的納米層次，它作為21世紀(jì)出現(xiàn)的高技術(shù)，發(fā)展十分迅猛，并由此開創(chuàng)了納米電子、納米材料、納米生物、納米機械、納米制造、納米測量等新的高技術(shù)群。

一、微米技術(shù)

1.微小尺度的設(shè)計理論研究

微型系統(tǒng)的設(shè)計并非簡單的機械微小化，而需要從物理及物質(zhì)相互作用等方面進行重新研究，形成一整套的設(shè)計理論與方法。其研究重點應(yīng)包括微動力學(xué)、微流體力學(xué)、微熱力學(xué)、微機械學(xué)、微光滸學(xué)等，并且注重現(xiàn)代設(shè)計方法如CA0技術(shù)、仿真與虛擬現(xiàn)實技術(shù)等在微型系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用，通過上述研究，解決微型系統(tǒng)設(shè)計中的尺寸效應(yīng)`表面效應(yīng)、誤差效應(yīng)及材料性能等的影響。

2.微細(xì)加工技術(shù)

微細(xì)加工技術(shù)包含超精機械加工、IC工藝、化學(xué)腐蝕、能量束加工等諸多方法。對于簡單的面、線輪廓的加工，可以采用單點金剛石和CBN（立方氮化硼）刀具切削、磨削、拋光等技術(shù)來實現(xiàn)，如激光陀螺的平面反射鏡和平面度誤差要求小于30nm，表面粗糙度Ra值小于1hm等。而對于稍微復(fù)雜一點的結(jié)構(gòu)，用機械加工的方法是不可能的，特別是制造復(fù)合結(jié)構(gòu)，當(dāng)今較為成熟的技術(shù)仍是IC工藝硅加工技術(shù)，如美國研制出直徑僅為60～120um的硅微型靜電電動機等。

3.精密測試技術(shù)

具有微米及亞微米測量精度的幾何量與表面形貌測量技術(shù)亦已成熟，如具有0.01um精度的HP5528雙頻激光干涉測量系統(tǒng)，具有0.01 um 精度的光學(xué)與觸針式輪廓掃描系統(tǒng)等。因此，目前精密測試技術(shù)的一個重要研究對象是微結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，

4.微系統(tǒng)技術(shù)

在研究微系統(tǒng)設(shè)計、加工、測量的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外較廣泛地開展了微型傳感、微執(zhí)行機構(gòu)、微電子信號處理等方面的研究工作，如已制作出微型力傳感器、微型泵、微電機等。

二、納米技術(shù)

納米技術(shù)通常指納米級0.1～100nm的材料、測量、控制和產(chǎn)品的技術(shù)。

納米技術(shù)是科技發(fā)展的一個新興領(lǐng)域，它不僅僅是將加工和測量精度從微米級提高到納米級的問題，而是人類對自然的認(rèn)識和改造方面，從宏觀領(lǐng)域進人到物理的微觀領(lǐng)域，深人了一 個新的層次，即從微米層深人到分子、原子級的納米層次。

1.納米電子技術(shù)

在過去的們年里，晶體管的特征尺寸由10mm減小到小于1 um ，現(xiàn)在可實現(xiàn)在一個集成片上包含100萬個單元，對于這種尺度的電子線路，宏觀規(guī)律仍舊有效，然而未來一二十年的科技發(fā)展使尺寸進一步縮小10～100倍進人到納米尺度，量子力學(xué)及電子的波動性就不能不再考慮了。

⒉納米機械技術(shù)

納米機械技術(shù)包括的領(lǐng)域很廣，其研究基礎(chǔ)包括納米加工過程的動力學(xué)模擬、納米構(gòu)件與表面分子工程、納米摩擦學(xué)等，這里所指的納米機械是能實現(xiàn)納米尺寸上某種功能的機械，如納米制造設(shè)備及納米執(zhí)行器，納米執(zhí)行器能實現(xiàn)納米尺度的移動與定位。

3.納米材料技術(shù)

納米材料技術(shù)是發(fā)展最早且研究最深人的學(xué)科。納米材料由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，如大的表面比、小尺寸效應(yīng)、界面效應(yīng)、量子效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)等一系列新的效應(yīng)，使納米材料出現(xiàn)許多不同于傳統(tǒng)材料的獨特性能，從而使其在未來新材料上充當(dāng)角色，如隱身材料，高靈敏度、高響應(yīng)的傳感材料，多功能復(fù)相陶瓷材料等。

4.納米加工技術(shù)

納米加工技術(shù)的發(fā)展面臨兩大途徑：一方面是將傳統(tǒng)的超精加工技術(shù)，如機械加工（單點金剛石和CBN刀具切削、磨削、拋光）（電化學(xué)加工（ECM）、電火花加工（EDM）、離子和等離子體蝕刻、分子束外延（MBE）、物理和化學(xué)氣相沉積、激光束加工（LIGA）技術(shù)等向其極限精度逼近，使其具有納米的加工能力。另一方面，開拓新效應(yīng)的加工方法，如STM對表面的納米加工，可操縱原子和分子，并對表面進行刻蝕。如美國的IBM公司利用STM將35個原子排出“IBM”三個字樣，且在硅片上覆蓋一層20nm厚的聚甲基丙烯甲酯（PMMA），再利用STM光刻，得到10nm寬的線條等。

5.納米測量技術(shù)

以上所涉及有關(guān)納米技術(shù)的研究，均離不開對它們的分析測試工作-納米測量技術(shù)，或稱之為納分析和納探針技術(shù)。其中，納探針技術(shù)發(fā)展迅速并較為成熟，隨著20世紀(jì)80年代STM的出現(xiàn)，使人們能直接觀察到物質(zhì)表面的原子結(jié)構(gòu)，把人們帶到了微觀世界。

參考文獻

[1]王明耀，張兆隆.機械制造技術(shù)（K）.中高等教育出版社，2002（297-298）

[2]安美玲.機械基礎(chǔ)（K）.電子工業(yè)出版社，2007（211-218）

[3]魏康民.機械制造技術(shù)（K）.機械工業(yè)出版社，2006，2（69-280）

作者簡介

韓淑敏（1965—），女，漢，山東掖縣族，本科，職稱：教授，職務(wù)：教師，畢業(yè)院校：東北大學(xué)，專業(yè)：機械制造，主講：機械基礎(chǔ) 機械制造工藝 數(shù)控