專利名稱：納米孔和納米流體器件中尺寸的反饋控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微米流體和納米流體領(lǐng)域,更具體地，涉及納米級(jí)的流體元件等的制造和使用。
背景技術(shù)：
納米級(jí)的流體器件包括在選定的基板中形成的孔(pore)和/或溝道(channel)?？赏ㄟ^(guò)鉆穿諸如氮化硅的選定基板的TEM (透射電子顯微鏡)而制造固態(tài)納米孔。固態(tài)納米孔可被用來(lái)分析生物蛋白質(zhì)。納米流體溝道(nanofluidic channel)可通過(guò)串行電子束平版印刷(serialelectron beam lithography)制造，以達(dá)到想要的尺寸。也可使用光亥lj、納米壓印平版印刷技術(shù)和納米轉(zhuǎn)移平版印刷技術(shù)來(lái)制造溝道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的原理提供了用于制造諸如納米流體溝道和納米孔的流體通路(fluidicpassage)的技術(shù)。在一方面，一種示例性方法包括以下步驟:提供包括以電導(dǎo)體為界的納米流體通路的基板；用電解質(zhì)填充所述納米流體通路，以及通過(guò)在所述導(dǎo)體上電化學(xué)地形成氧化物層，使得所述納米流體通路至少部分地閉合。所述基板本身可包括導(dǎo)電材料，或者導(dǎo)電材料可被沉積在所述基板上，使得納米流體通路的表面包括該材料。另一示例性方法包括以下步驟:提供流體元件陣列，每個(gè)所述流體元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)納米流體通路而連接到所述陣列中的一個(gè)或多個(gè)其他流體元件，每個(gè)所述納米流體通路包括導(dǎo)電表面；以及通過(guò)使得氧化層在選定的納米流體通路中的所述導(dǎo)電表面上電化學(xué)地生長(zhǎng)而選擇性地閉合一個(gè)或多個(gè)所述納米流體通路。又一示例性方法包括以下步驟:形成納米流體通路，所述納米流體通路具有比基板中的目標(biāo)尺寸大的尺寸；在所述基板上形成導(dǎo)電層，由此減小所述納米流體通路的尺寸；用電解質(zhì)填充納米流體通路；以及電化學(xué)地氧化所述導(dǎo)電層，直到所述流體通路具有所述目標(biāo)尺寸。再一示例性方法包括:提供納米流體器件，所述納米流體器件包括納米流體通路以及在所述納米流體通路內(nèi)的電解質(zhì)，所述納米流體通路具有導(dǎo)電表面；以及對(duì)所述導(dǎo)電表面施加電壓以電化學(xué)地改變所述納米流體通路的尺寸。所述尺寸可被增大或減小。提供了一種用于控制包括位于基板中的納米流體通路的納米流體器件的制造的示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述納米流體通路包括導(dǎo)電表面并容納電解質(zhì)。所述產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括被配置為便于在電解質(zhì)與導(dǎo)電表面之間施加足以引起所述導(dǎo)電表面的氧化的電勢(shì)的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼以及被配置為監(jiān)視流過(guò)所述納米流體通路的離子電流的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。如在此使用的那樣，“便于”某個(gè)動(dòng)作包括執(zhí)行動(dòng)作，使動(dòng)作更簡(jiǎn)單，有助于實(shí)施動(dòng)作或?qū)е聞?dòng)作被執(zhí)行。因此，通過(guò)實(shí)例而非限制，在一個(gè)處理器上執(zhí)行的指令可以便于通過(guò)發(fā)送導(dǎo)致或幫助執(zhí)行動(dòng)作的合適數(shù)據(jù)或命令來(lái)由諸如電源、儀表、顯微鏡載物臺(tái)等的遠(yuǎn)程設(shè)備執(zhí)行的動(dòng)作。為了避免疑義，在動(dòng)作者便于某個(gè)動(dòng)作而非執(zhí)行該動(dòng)作時(shí)，該動(dòng)作仍然由某個(gè)實(shí)體或?qū)嶓w組合來(lái)執(zhí)行。本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或其要素可以包括有形的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式實(shí)現(xiàn)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有用于執(zhí)行所述方法步驟的計(jì)算機(jī)可用程序代碼。此外，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或其要素可以系統(tǒng)(或設(shè)備)的形式實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)(或設(shè)備)包括存儲(chǔ)器、至少一個(gè)處理器，所述處理器與所述存儲(chǔ)器耦合并被操作為執(zhí)行示例性方法步驟。此外，在另一方面中，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或其要素可以用于執(zhí)行此處描述的一個(gè)或多個(gè)方法步驟的裝置(means)的形式實(shí)現(xiàn)；所述裝置可以包括(i)硬件模塊；(ii)軟件模塊，或者(iii)硬件和軟件模塊的組合；(i)-(iii)中的任一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)此處闡述的特定技術(shù)，并且所述軟件模塊被存儲(chǔ)在有形的計(jì)算機(jī)可讀可記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)(或者多個(gè)此類介質(zhì))中。本發(fā)明的技術(shù)可提供大量有益的技術(shù)效應(yīng)。例如，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè):I)制造具有反饋控制的納米流體器件；2)允許溝道或孔尺寸在制造之后被擴(kuò)大或縮?。?)便于用水溶液或其他液體填充納米流體器件。通過(guò)以下對(duì)結(jié)合附圖閱讀的其示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)勢(shì)將變得明顯。


圖1A-1D示出了用于制造具有選定尺寸的一個(gè)或多個(gè)溝道的流體器件的一系列步驟；圖2A-2D示出了用于制造具有選定尺寸的一個(gè)或多個(gè)納米孔的流體器件的一系列步驟；圖3示出了在對(duì)金屬層的電化學(xué)氧化之前和期間流過(guò)流體通路的離子電流；圖4示出了包括多個(gè)流體元件的可定制的(customizable)流體器件；圖5是示出了用于控制納米流體器件的制造的軟件模塊的示意圖示；圖6示出了可用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面和/或要素的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；圖7是用于改變納米孔尺寸的測(cè)試設(shè)備的示意圖示；圖8A和8B示出了在電化學(xué)氧化之前和之后的納米過(guò)濾膜；圖9是包括納米過(guò)濾膜的流體器件的示意圖示，以及圖10示出了用于制造納米過(guò)濾器的一系列步驟。
具體實(shí)施例方式納米級(jí)的流體元件的制造會(huì)很困難，并要求非標(biāo)準(zhǔn)的和/或不可縮放的技術(shù)。本發(fā)明允許使用可縮放的平版印刷或其他技術(shù)并隨后使用提供元件的流體通路的想要的尺寸的處理技術(shù)來(lái)產(chǎn)生器件。
本發(fā)明提供包括諸如納米孔和/或納米溝道的納米流體通路的器件。如以下討論的，所述器件可具有允許定制和通用性的特性。本發(fā)明的原理進(jìn)一步被用于提供包括流體元件的陣列的器件，所述流體元件的陣列包括一個(gè)或多個(gè)部件(mechanism)來(lái)控制流體流動(dòng)。可通過(guò)使用在此公開的制造方法來(lái)便于這樣的器件的制造。圖1A-1D和2A-2D分別示出了用于制造具有納米溝道和納米孔的流體器件的制造步驟。首先參考圖1A，通過(guò)平版印刷技術(shù)將流體器件10形成為包括與器件的表面平行地延伸的溝道12。平版印刷技術(shù)典型地利用光致抗蝕劑材料，當(dāng)在基板上時(shí)該光致抗蝕劑被光構(gòu)圖，且然后該光致抗蝕劑被部分去除以暴露基板的選擇部分。隨后的蝕刻步驟和其他處理導(dǎo)致在基板上形成諸如孔或溝道的特征。在圖1A示出的示例性器件中，包含二氧化硅、硅或其他合適材料的層14被沉積在基板或基底16上。該層優(yōu)選地具有各向同性蝕刻特性。可通過(guò)原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、熱氧化或其他合適的處理而沉積該層14?；?6可包括例如硅、石英或氮化硅，且與在其上沉積的層14的組成不同。通過(guò)諸如原子層沉積、化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積的工序在層14上沉積氮化硅、二氧化硅或與包括層14的材料不同的其他合適材料的層20。使用諸如光刻或電子束平版印刷的平版印刷技術(shù)在層20中形成溝道開口 18。通過(guò)溝道開口 18蝕刻層14而在層14中形成溝道12。器件的基板或基底16用作蝕刻停止層。溝道12具有大于最終想要的尺寸的尺寸，優(yōu)選地在任何橫截面方向上不大于100納米。在制造期間,層20被橫向掏蝕(underetch),以致溝道開口 18的寬度小于溝道12的寬度，產(chǎn)生圖1A所示的器件。如以下討論的，頂層20下的底切(undercut)便于閉合位于溝道12上方的開口 18?；?6的厚度可在0.25到1.0mm之間，但不被認(rèn)為是關(guān)鍵的。所沉積的層14的厚度取決于器件的要求，例如溝道尺寸。在該示例性實(shí)施例中，該層的厚度是在10到IOOOnm之間。頂層20的厚度至少為約50nm厚，從而可形成具有機(jī)械穩(wěn)定性的底切。其優(yōu)選地不厚于提供這樣的穩(wěn)定性所要求的厚度。在隨后的處理之前，溝道尺寸為約一百納米或更小。參考圖1B，流體器件20被諸如電化學(xué)活性金屬的導(dǎo)體22涂覆。可用諸如原子層沉積(ALD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)的技術(shù)來(lái)提供這樣的涂層。可被沉積的金屬包括諸如鈦、鉭和鎢的金屬。金屬合金也可被沉積。材料的選擇可依賴于器件被進(jìn)一步處理時(shí)將形成的氧化物。將理解，在特定情況下，可在溝道或孔形成之前沉積金屬，且可通過(guò)平版印刷/蝕刻技術(shù)將諸如溝道或孔的特征形成在該金屬中或穿過(guò)該金屬。在示例性實(shí)施例中，所沉積的導(dǎo)體22形成密封物以堵塞溝道12的開口 18。溝道的尺寸也按照與形成納米溝道的表面的所沉積的導(dǎo)體的厚度相稱的量而被減小。用諸如水或電解質(zhì)溶液的電解質(zhì)24填充被涂覆的流體器件10，如圖1C所示。即使在具有導(dǎo)體涂層的情況下，溝道12也大于其最終目尺寸(例如，直徑為IOnm或更小)，該事實(shí)便于填充該器件。可跨過(guò)流體通路將電勢(shì)施加到電解質(zhì)，以測(cè)量流過(guò)器件的離子電流。該電流與通路的內(nèi)部尺寸成比例。因此，可在此時(shí)確定通路的尺寸。用于產(chǎn)生離子電流的電極被放置在流體通路(在該示例性實(shí)施例中是溝道12)中或者被放置在流體通路的每個(gè)末端附近。電極可以例如是Ag/AgCl、Au或Pt絲電極。如圖1D所示，通過(guò)在導(dǎo)體22上形成氧化物層26，溝道12的尺寸被減小。該處理優(yōu)選地通過(guò)在電勢(shì)被施加到導(dǎo)體22時(shí)測(cè)量流過(guò)器件的離子電流而被反饋控制。使用針型探頭、彈簧夾或引線結(jié)合法將電壓施加到所沉積的導(dǎo)體22。在典型的應(yīng)用中，電壓范圍可以為 0.5 到 5.0V。圖3示出了隨著氧化物層從對(duì)應(yīng)于圖1C的起點(diǎn)“Α”生長(zhǎng)到對(duì)應(yīng)于圖1D的終點(diǎn)或目標(biāo)點(diǎn)“B”流過(guò)器件的電流。可持續(xù)地或通過(guò)反復(fù)交替電化學(xué)氧化和離子電流測(cè)量而監(jiān)控溝道尺寸。當(dāng)電流達(dá)到代表目標(biāo)溝道尺寸(其可以是可接受尺寸的范圍)的水平時(shí)，中斷該處理。如果氧化物層26是絕緣的，則金屬氧化物疊層可用作柵極以改變器件10的表面電荷以用于進(jìn)一步的化學(xué)功能化，作為納米流體晶體管，或作為用于在流體中的化學(xué)或生物分析物的傳感器器件。這樣的器件也可被用作DNA傳感器和/或定序器(sequencer)。絕緣金屬氧化物的例子包括氧化鈦和氧化鉬。將理解，可以替代地形成導(dǎo)電氧化物，例如氧化招鋅(AZO)或氧化釕。根據(jù)本發(fā)明的方法適用于形成與器件表面正交的納米孔以及平行于表面而延伸的溝道12。參考圖2A，器件30包括與圖1A-1D中的層類似的層14、16和20。使用平版印刷技術(shù)和蝕刻，以與以上討論的流體器件10類似的方式制造該器件。在頂層20中形成的孔38與存儲(chǔ)庫(kù)(reservoir) 32是流體連通的?？?8可顯著大于目標(biāo)尺寸孔，且直徑可以是約IOOnm那么大。與之前實(shí)施例中的溝道12類似，該孔相應(yīng)地為所考慮的尺寸范圍內(nèi)的納米流體孔。可使用透射電子束形成直徑在2到50納米之間的孔?？墒褂秒娮邮蚬饪虡?gòu)圖形成直徑為10納米或更大的孔。(將理解，孔可能不是完美地圓形的，在該情況下最大直徑可以是約IOOnm或更小。)如圖2B所示，在器件30上沉積導(dǎo)體的涂層40，所述導(dǎo)體例如為金屬或其他合適的電化學(xué)活性導(dǎo)電材料。(如果頂層20包括電化學(xué)活性導(dǎo)電材料，這樣的涂層可以是不必要的。)盡管涂層40使得孔尺寸減小，但孔尺寸仍然大于目標(biāo)尺寸。然后用電解質(zhì)24填充器件，所述電解質(zhì)24例如為水或電解質(zhì)溶液。器件30的流體部分的相對(duì)較大尺寸便于溶液的引入。圖2C示出了被流體填充的器件。如圖2D所示，然后將電勢(shì)施加到涂層40，以形成導(dǎo)電的或絕緣的金屬氧化膜42。隨著氧化的發(fā)生，監(jiān)視孔尺寸。當(dāng)孔達(dá)到目標(biāo)尺寸時(shí)，中斷電化學(xué)氧化。將理解，目標(biāo)尺寸可以是特定尺寸或在特定范圍內(nèi)。與圖1A-1D示出的其中溝道開口 18被金屬封閉的方法不同，在金屬沉積和氧化之后，孔38保持打開，以便用作納米流體通路?？梢曰谥鹦酒耆ㄖ?，完成使用上述方法的諸如納米孔和納米流體溝道的納米流體通路的形成。該方法也可被應(yīng)用于逐晶片完成的高吞吐量處理。在處理之后，晶片可被分離成單個(gè)芯片。使用光刻技術(shù)的孔形成和/或溝道形成便于生產(chǎn)，這與諸如TEM鉆孔的較麻煩的處理相反。因?yàn)槌跏夹纬傻臏系篮涂椎某叽缂炔皇顷P(guān)鍵的也不是特別小，因此便于在形成孔和/或溝道時(shí)對(duì)芯片或晶片的初始處理。如上所討論的，具有相對(duì)較大尺寸的流體器件也更容易被電解質(zhì)或其他流體填充。如圖7所示的測(cè)試器件60可被用來(lái)證明在此公開的方法的可行性。該器件包括5納米的TiN薄膜62，該TiN薄膜62位于分別包括SiO2層64和Si3N4層66的底層中。該器件包括含有KCI溶液的流體單元(fluidic cell)68。TiN層包括孔70，孔70的直徑小于100納米且優(yōu)選地為更小。使用接觸襯墊(contact pad)和針型探頭,遠(yuǎn)離流體體積(fluidvolume)將約4伏施加到TiN。若干分鐘后，所測(cè)量的離子電導(dǎo)顯著降低，表明孔60的尺寸已減小。器件可以作為芯片或晶片以成品或半成品形式作為芯片或晶片被提供給終端用戶。終端用戶可執(zhí)行氧化處理以提供選定尺寸的通路。如果有必要增大通路尺寸，氧化處理可被逆轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的又一些方面，如圖4所示，可提供流體溝道或元件52的多用途陣列50。每個(gè)元件通過(guò)可單獨(dú)尋址的、電化學(xué)可還原的納米流體通路54而被連接到另一個(gè)元件。該陣列優(yōu)選地被制造為使得所有連接是打開的。在使用時(shí)，可還原的納米流體通路54中的一個(gè)或多個(gè)可被閉合，以便重新引導(dǎo)流體流或從整體陣列去除特定的元件52。如圖4所示，圖左示出的原始陣列50已以兩種可供選擇的(alternative)方式被修改而產(chǎn)生具有兩個(gè)可供選擇的流徑的陣列50A、50B。原來(lái)的(native)或部分還原的納米流體通路54以實(shí)線表示，而閉合的通路56以虛線表示。通路54可以以與以上討論的溝道12相同的方式被形成。每個(gè)通路54包括具有限定通路尺寸的氧化物層的導(dǎo)電的、優(yōu)選為金屬的涂層(未示出)。通過(guò)在通路內(nèi)的電解質(zhì)和金屬涂層之間施加電勢(shì)，選定的通路被閉合，引起氧化物層(未示出)的進(jìn)一步生長(zhǎng)，直到通路被完全閉合。元件52可被設(shè)計(jì)用于任何特定目的，例如用于控制或改變流體的特性或在流體內(nèi)存在的實(shí)體的特性。將理解，陣列50的通路54可僅包括金屬涂層，允許終端用戶部分地閉合特定的通路并通過(guò)改變金屬涂層的氧化程度來(lái)完全閉合其他通路。如上所討論的，如果需要，氧化處理可被逆轉(zhuǎn)以打開之前閉合的通路54。圖8A和8B示出了本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施例，并涉及使用本發(fā)明的原理對(duì)具有大量的納米流體通路的納米過(guò)濾器的制造。納米過(guò)濾器是從導(dǎo)電基板80制造的。基板80包括多個(gè)納米孔82，納米孔82可使用平版印刷技術(shù)和蝕刻而形成?；蛘撸{米孔可使用已知為定向自組裝(DSA)的技術(shù)而形成。該技術(shù)包括以下步驟:(i )基板表面被化學(xué)功能化，以便一旦將含有納米顆粒(例如嵌段共聚物)的流體分散到基板表面上時(shí)這樣的納米顆粒被附著到其上；(ii)該膜被退火而蒸發(fā)掉流體，在基板表面上留下納米顆粒，以及(iii)然后納米顆粒被用作正性或負(fù)性硬蝕刻掩模，以進(jìn)一步將納米顆粒陣列圖形向下轉(zhuǎn)移到基板中，由此在基板中形成納米膜。一旦大量分散到功能化的基板表面上，納米顆粒形成自對(duì)準(zhǔn)的圖形陣列，所述圖形陣列包括相鄰顆粒間的自限定的間隔，而不需要執(zhí)行任何額外的對(duì)準(zhǔn)和/或構(gòu)圖處理。由此間隔依賴于納米顆粒的類型和尺寸、基板表面的形貌及其功能化的類型?？色@得柵格圖形以及點(diǎn)(即納米孔)圖形。圖10示例出根據(jù)本發(fā)明可被用于制造納米過(guò)濾器的步驟。金屬膜79被沉積在具有介電特性的基板93上。通過(guò)去除基板93的中央部分而產(chǎn)生過(guò)濾膜，由此形成支撐該膜的絕緣體94。使用上述技術(shù)在金屬層79的膜部分中形成納米孔82的圖形，由此提供納米過(guò)濾器基板80。如以下將進(jìn)一步討論的，施加電壓以減小孔尺寸，直到達(dá)到所需的過(guò)濾器尺寸。形成在示例性實(shí)施例的基板80中的孔的直徑為100納米或更小，且優(yōu)選地尺寸類似。在該實(shí)施例中，基板包括電化學(xué)活性的導(dǎo)電材料。因此不要求在基板上沉積金屬涂層。如圖8A所示，具有尺寸“A”和“B”的相對(duì)較大和較小的顆粒84、86都能穿過(guò)孔?；灞环胖迷陔娊赓|(zhì)中。獲得電導(dǎo)或流過(guò)基板膜的電流的基線(baseline)讀數(shù)。將電壓施加到基板80，以在以納米孔82為界的表面上形成氧化物層88，如圖SB所示。當(dāng)孔尺寸已被減小到目標(biāo)直徑時(shí)，如電流密度的變化或其他合適的參數(shù)所證明的，中斷該處理。再次參考圖8B，孔82的直徑已被減小，從而僅具有尺寸“B”或更小的相對(duì)較小的顆粒86能夠穿過(guò)孔82。所產(chǎn)生的納米過(guò)濾器90可以晶片或芯片的形式或并入到流體器件內(nèi)被提供給用戶。將理解，對(duì)納米過(guò)濾器90施加的電壓可被反向，由此增大納米孔82的直徑。在使用時(shí)，可經(jīng)由電滲(electro-osmosis)或其他合適的技術(shù)使流體流過(guò)過(guò)濾器，以便過(guò)濾大于孔尺寸的顆粒。圖9是包括可被用于增大或減小基板80或納米過(guò)濾器90中的孔直徑的系統(tǒng)并提供與孔直徑有關(guān)的反饋的納米流體器件的示意性例示。在該示例性實(shí)施例中，導(dǎo)電基板80被安裝在第一和第二絕緣體92、94之間?；?0的多孔膜部分位于包含電解質(zhì)的液體單元98中。O環(huán)96提供使基板80的部分從液體單元98隔離的密封。通過(guò)針型探頭或引線接合法對(duì)液體單元外部的基板進(jìn)行電連接。提供第一微安表100，以監(jiān)視施加到基板的電壓。第二微安表100被用來(lái)測(cè)量流過(guò)基板80或納米過(guò)濾器90的電流。第二微安表提供與孔直徑有關(guān)的反饋，這是因?yàn)殡x子電流與基板中的納米孔82的尺寸成比例。一旦從第二微安表獲得了與目標(biāo)平均孔直徑對(duì)應(yīng)的讀數(shù)，氧化或還原處理可被終止。將理解，流過(guò)基板80的膜部分的離子電流的測(cè)量可用電導(dǎo)為單位來(lái)表達(dá)。電導(dǎo)隨著孔尺寸減小而減小。圖5提供了用于控制如上討論的制造方法的系統(tǒng)的示意性例示。該系統(tǒng)包括諸如以上討論的納米流體器件Iio以及模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器114。軟件模塊包括用戶接口 115，用戶接口 115包括“設(shè)定控制電壓”控制116、“設(shè)定端點(diǎn)條件”控制118、“配置和設(shè)定計(jì)算算法”控制120以及提供數(shù)據(jù)和處理狀態(tài)的圖形展示的顯示器122?！霸O(shè)定控制電壓”控制116允許用戶設(shè)定用于氧化基板(例如金屬基板80或被涂覆的流體器件10或30)以及用于使得離子電流流過(guò)基板的電壓。當(dāng)離子電流達(dá)到對(duì)應(yīng)于目標(biāo)納米孔或納米溝道尺寸的水平時(shí)，“設(shè)定端點(diǎn)條件”控制118提供自動(dòng)終止氧化(或還原)處理的能力。用于配置和設(shè)定計(jì)算算法的控制120允許用戶設(shè)定在計(jì)算模塊124中使用的算法。模塊存儲(chǔ)器存儲(chǔ)從“設(shè)定端點(diǎn)條件”控制118接收輸入的決策算法126。決策算法“控制算法”軟件126以及“設(shè)定控制電壓”控制116向“控制算法”軟件128提供輸入?！翱刂扑惴ā避浖?28控制施加為電化學(xué)氧化和/或還原而施加的電壓和處理時(shí)間。當(dāng)要求與孔或溝道尺寸有關(guān)的反饋時(shí)，其進(jìn)一步控制用于產(chǎn)生流過(guò)納米流體器件110的離子電流的電壓。與離子電流和表面電流有關(guān)的輸入被提供給計(jì)算模塊124。在計(jì)算模塊124中確定流體器件的離子電導(dǎo)，所述計(jì)算模塊124轉(zhuǎn)而向決策算法軟件126提供電導(dǎo)信息。因?yàn)殡x子電導(dǎo)信息與孔尺寸或溝道尺寸有關(guān)，該信息被提供給決策算法126以判定是否需要進(jìn)一步的氧化或還原。來(lái)自計(jì)算模塊124的信息也被提供給圖形顯示器122。考慮到迄今為止的討論，將理解，一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方面的示例性方法包括以下步驟:提供包括以電導(dǎo)體為界的納米流體通路的基板；用電解質(zhì)填充所述納米流體通路，以及通過(guò)在所述導(dǎo)體上電化學(xué)地形成氧化物層，使得所述納米流體通路至少部分地閉合。該方法是可逆的，以便通路尺寸可被增大。基板本身可包括可被沉積在基板上的電導(dǎo)體或?qū)щ娔ぁ８鶕?jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種示例性方法包括:形成納米流體通路，所述納米流體通路具有比基板中的目標(biāo)尺寸大的尺寸；在所述基板上形成導(dǎo)電層，由此減小所述納米流體通路的尺寸；用電解質(zhì)填充所述納米流體通路；以及電化學(xué)地氧化所述導(dǎo)電層，直到所述流體通路具有所述目標(biāo)尺寸。再一示例性方法包括:提供納米流體器件，所述納米流體器件包括納米流體通路以及在所述納米流體通路內(nèi)的電解質(zhì)，所述納米流體通路具有導(dǎo)電表面；以及對(duì)所述導(dǎo)電表面施加電壓以電化學(xué)地改變所述納米流體通路的尺寸。如上所討論的，納米流體通路可包括諸如納米孔或納米溝道的通路。該方法也適于同時(shí)改變大量通路(例如在納米過(guò)濾器的膜中發(fā)現(xiàn)的通路)的尺寸。另一種示例性方法涉及流體元件陣列的使用。該方法包括提供流體元件的陣列，每個(gè)流體元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)納米流體通路連接到陣列中的一個(gè)或多個(gè)其他流體元件。每個(gè)納米流體通路包括導(dǎo)電表面。該方法還包括通過(guò)使得氧化物層在選定的納米流體通路中的導(dǎo)電表面上電化學(xué)地生長(zhǎng)，選擇性地閉合一個(gè)或多個(gè)所述納米流體通路。還提供了通過(guò)納米流體通路連接的流體元件的陣列以及用于電化學(xué)地改變或閉合通路的系統(tǒng)。提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以控制包括基板中的納米流體通路的納米流體器件的制造，所述納米流體通路包括導(dǎo)電層并容納電解質(zhì)。包含計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括:被配置為便于在電解質(zhì)與導(dǎo)電表面之間施加足以弓I起所述導(dǎo)電表面的氧化的電勢(shì)的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼；以及被配置為監(jiān)視流過(guò)所述納米流體通路的離子電流的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。還提供了具有過(guò)濾膜的納米過(guò)濾器，所述過(guò)濾膜包括可被電化學(xué)地改變?yōu)楦蠡蚋〉某叽绲募{米流體通路。如上所討論的，該膜可包括導(dǎo)體或包括可被電化學(xué)地氧化的導(dǎo)電涂層。被提供為本發(fā)明又一方面的納米過(guò)濾器組件優(yōu)選地包括用于確定流過(guò)過(guò)濾膜的離子電流的反饋部件以及用于引起電化學(xué)氧化的部件?？蓮姆答伈考_定納米流體通路已被縮窄或展寬的程度。圖9提供了納米過(guò)濾器組件的示例性實(shí)施例，其包括過(guò)濾膜、用于引起氧化的部件以及用于確定離子電流的部件。圖8A示出了已經(jīng)歷了用于減小納米流體溝道的尺寸的氧化的納米過(guò)濾器的膜部分。處理可被逆轉(zhuǎn)以加寬納米流體溝道。TK例件系統(tǒng)和制造品細(xì)節(jié)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本公開可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即:可以是完全的硬件、也可以是完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，還可以是硬件和軟件結(jié)合的形式，本文一般稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實(shí)施例中，本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。本發(fā)明的的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或它們的要素可以裝置的形式實(shí)現(xiàn)，所述裝置包括存儲(chǔ)器和至少一個(gè)處理器，所述處理器與存儲(chǔ)器相連并可操作為執(zhí)行示例性方法步驟，例如測(cè)量離子電流并產(chǎn)生用于金屬層氧化的電勢(shì)。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以利用在通用計(jì)算機(jī)或工作站上運(yùn)行的軟件。參考圖6，這種實(shí)現(xiàn)例如可以采用處理器602、存儲(chǔ)器604以及例如由顯示器606和鍵盤608形成的輸入/輸出接口。在此使用的術(shù)語(yǔ)“處理器”旨在包括任何處理設(shè)備，例如，包括CPU (中央處理單元)和/或其它形式處理電路的處理設(shè)備。此外，術(shù)語(yǔ)“處理器”可以表示多于一個(gè)的單獨(dú)處理器。術(shù)語(yǔ)“存儲(chǔ)器”旨在包括與處理器或CPU關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器，例如RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R0M (只讀存儲(chǔ)器)、固定存儲(chǔ)器件(例如，硬盤)、可移動(dòng)存儲(chǔ)器件(例如，軟盤)、閃存等。此外，在此使用的術(shù)語(yǔ)“輸入/輸出接口”旨在包括例如一個(gè)或多個(gè)用于將數(shù)據(jù)輸入到處理單元的機(jī)構(gòu)(例如，鼠標(biāo))以及一個(gè)或多個(gè)用于提供與處理單元關(guān)聯(lián)的結(jié)果的部件(例如，打印機(jī))。處理器602、存儲(chǔ)器604以及諸如顯示器606和鍵盤608的輸入/輸出接口例如可以通過(guò)作為數(shù)據(jù)處理單元612的部件的總線610互連。例如通過(guò)總線610的適當(dāng)互連還可以被提供到網(wǎng)絡(luò)接口 614 (例如可被設(shè)置為與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)卡)以及介質(zhì)接口 616(例如可被設(shè)置為與介質(zhì)618接口的軟盤或⑶-ROM驅(qū)動(dòng)器)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他合適的接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，可以向微安表和/或電流源等提供接口。因此，如關(guān)于圖1A-D、2A-D、8A_B和10在此描述的包括用于執(zhí)行本發(fā)明方法的指令或代碼的計(jì)算機(jī)軟件可存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器件(例如，ROM、固定存儲(chǔ)器或可移動(dòng)存儲(chǔ)器)中，當(dāng)準(zhǔn)備使用時(shí)，其被部分或全部加載(例如，加載到RAM中)并由CPU執(zhí)行。此類軟件可以包括——但不限于——固件、駐留軟件、微代碼等。適合于存儲(chǔ)和/或執(zhí)行程序代碼的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將包括通過(guò)系統(tǒng)總線610而被直接或間接耦合到存儲(chǔ)器元件604的至少一個(gè)處理器602。所述存儲(chǔ)器元件可以包括在程序代碼的實(shí)際執(zhí)行期間采用的本地存儲(chǔ)器、大容量存儲(chǔ)裝置以及提供至少某些程序代碼的臨時(shí)存儲(chǔ)以減少必須在執(zhí)行期間從大容量存儲(chǔ)裝置檢索代碼的次數(shù)的高速緩沖存儲(chǔ)器。輸入/輸出或I/O設(shè)備(包括一但不限于一鍵盤608、顯示器606、指點(diǎn)設(shè)備等)可以直接(例如，通過(guò)總線610)或通過(guò)居間的I/O控制器(為清晰起見，已省略)而被耦合到系統(tǒng)。諸如網(wǎng)絡(luò)接口 614的網(wǎng)絡(luò)適配器也可以被耦合到系統(tǒng)以使所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠通過(guò)居間的私用或公用網(wǎng)絡(luò)而變得與其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或遠(yuǎn)程打印機(jī)或存儲(chǔ)設(shè)備相耦合。調(diào)制解調(diào)器、電纜調(diào)制解調(diào)器和以太網(wǎng)卡只是當(dāng)前可用的網(wǎng)絡(luò)適配器類型中的少數(shù)幾種。如此處(包括權(quán)利要求)使用的那樣，“服務(wù)器”包括運(yùn)行服務(wù)器程序的物理數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(例如，圖6所示的系統(tǒng)612)。將理解，此類物理服務(wù)器可以包括，也可以不包括顯示器和鍵盤。應(yīng)注意，本發(fā)明的各方面還可以采取在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中體現(xiàn)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中包含計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼?？梢圆捎靡粋€(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任意組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)例如可以是一但不限于一電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者上述的任意合適的組合。介質(zhì)框618是非限制性實(shí)例。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊磁盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了計(jì)算機(jī)可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任意合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀的信號(hào)介質(zhì)還可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無(wú)線、有線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。可以以一種或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的任意組合來(lái)編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計(jì)算機(jī)程序代碼，所述程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言一諸如Java、Smalltalk、C++等，還包括常規(guī)的過(guò)程式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一諸如“C”語(yǔ)言、BASIC語(yǔ)言或類似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、部分地在用戶計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算機(jī)上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可以通過(guò)任意種類的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計(jì)算機(jī)，或者，可以連接到外部計(jì)算機(jī)(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)。在此將參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，諸如在圖5中提供的流程圖和/或框圖的每個(gè)方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機(jī)器，使得這些計(jì)算機(jī)程序指令在通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時(shí)，產(chǎn)生了實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的裝置。也可以把這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，這些指令使得計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出包括實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/動(dòng)作的指令的制造品(article of manufacture)0也可以把計(jì)算機(jī)程序指令加載到計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程，從而使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程裝置上執(zhí)行的指令能夠提供實(shí)現(xiàn)流程圖和/或框圖中的方框中規(guī)定的功能/操作的過(guò)程。附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的可能實(shí)現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點(diǎn)上，流程圖或框圖中的每個(gè)方框可以代表一個(gè)模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當(dāng)注意，在有些作為替換的實(shí)現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順序發(fā)生。例如，兩個(gè)連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時(shí)也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個(gè)方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動(dòng)作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計(jì)算機(jī)指令的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要指出，此處描述的任何方法可以包括提供一種系統(tǒng)的額外步驟，該系統(tǒng)包括包含在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的獨(dú)特軟件模塊；這些模塊例如可以包括在框圖中示出和/或在此描述的任意或所有要素；通過(guò)舉例但非限制性地，初始化模塊、用于通過(guò)測(cè)試點(diǎn)和參數(shù)循環(huán)的模塊、用于生成輸出文件的輸出模塊、用于減少數(shù)據(jù)和搜索異常的后處理模塊等。然后可以使用上述在一個(gè)或多個(gè)硬件處理器602上執(zhí)行的系統(tǒng)的獨(dú)特軟件模塊和/或子模塊執(zhí)行方法步驟。此外，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該介質(zhì)包含適合于被實(shí)現(xiàn)為執(zhí)行此處描述的一個(gè)或多個(gè)方法步驟的代碼，其中包括為系統(tǒng)提供獨(dú)特軟件模塊。在任何情況下都應(yīng)該理解，此處示例的組件可通過(guò)各種形式的硬件、軟件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)；例如，專用集成電路(ASIC)、功能電路、包含相關(guān)存儲(chǔ)器等的一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)編程的通用數(shù)字計(jì)算機(jī)。給出此處提供的本發(fā)明教導(dǎo)之后，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠構(gòu)想本發(fā)明組件的其它實(shí)施方式。在此使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅用于描述具體實(shí)施例的目的，而不旨在限制本發(fā)明。在此使用的單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確地另外指出。還應(yīng)理解，在用于該說(shuō)明書中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”規(guī)定所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或附加。在下面的權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能要素的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和等價(jià)物旨在包括用于與具體地要求保護(hù)的其他要求保護(hù)的要素組合地執(zhí)行功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動(dòng)作。本發(fā)明的說(shuō)明書是為了示例和說(shuō)明的目的而給出的，而不旨在以所公開的形式窮舉或限制本發(fā)明。只要不脫離本發(fā)明的范圍和精神，多種修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。為了最好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，且為了使本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的具有適于所預(yù)期的特定用途的各種修改的各種實(shí)施例，選擇和描述了實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 提供納米流體器件，所述納米流體器件包括納米流體通路以及在所述納米流體通路內(nèi)的電解質(zhì)，所述納米流體通路具有導(dǎo)電表面；以及 對(duì)所述導(dǎo)電表面施加電壓以電化學(xué)地改變所述納米流體通路的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過(guò)氧化所述導(dǎo)電表面，減小所述納米流體通路的尺寸。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過(guò)減小所述導(dǎo)電表面的厚度，增大所述納米流體通路的尺寸。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使得離子電流流過(guò)所述納米流體通路以及監(jiān)視所述離子電流的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述納米流體器件包括具有大量納米流體通路的納米過(guò)濾膜，所述方法還包括電化學(xué)地改變所述膜內(nèi)的所述納米流體通路的尺寸的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括監(jiān)視流過(guò)所述納米過(guò)濾膜的離子電流。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述提供納米流體器件包括: 提供基板，所述基板包括以電導(dǎo)體為界的所述納米流體通路；以及 用電解質(zhì)填充所述納米流體通路。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括:為所述納米流體通路設(shè)定目標(biāo)尺寸；監(jiān)視所述納米流體通路的尺寸；以及當(dāng)達(dá)到所述目標(biāo)尺寸時(shí)，中斷減小所述納米流體通路的尺寸。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述納米流體通路是納米孔。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述減小所述納米流體通路的尺寸包括在所述導(dǎo)體與所述電解質(zhì)之間施加電勢(shì)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述納米流體通路是所述基板中的表面溝道。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述基板包括膜，所述膜包括穿過(guò)該膜延伸的大量納米流體通路，每個(gè)所述納米流體通路以所述導(dǎo)體為界，所述方法還包括通過(guò)在所述導(dǎo)體上電化學(xué)地形成氧化物而減小所述納米流體通路的尺寸的步驟。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，包括: 提供流體元件的陣列，每個(gè)所述流體元件通過(guò)一個(gè)或多個(gè)納米流體器件而被連接到所述陣列中的一個(gè)或多個(gè)其他流體元件；以及 通過(guò)使得氧化層在選定的納米流體通路中的所述導(dǎo)電表面上電化學(xué)地生長(zhǎng)，選擇性地閉合一個(gè)或多個(gè)所述納米流體通路。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中選擇性地閉合的步驟包括在所述導(dǎo)電表面與所述電解質(zhì)之間施加電勢(shì)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形成納米流體器件包括: 在基板中形成具有比目標(biāo)尺寸大的尺寸的納米流體通路； 在所述基板上形成導(dǎo)電層，由此減小所述納米流體通路的尺寸， 用電解質(zhì)填充所述納米流體通路；且所述方法包括: 電化學(xué)地氧化所述導(dǎo)電層，直到所述流體通路具有所述目標(biāo)尺寸。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電化學(xué)地氧化所述導(dǎo)電層的步驟包括在所述電解質(zhì)與所述導(dǎo)電層之間施加電勢(shì)。
17.如權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的方法，還包括監(jiān)視流過(guò)所述納米流體通路的離子電流的步驟。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述納米流體通路是溝道。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述溝道被形成為具有位于所述基板的表面中的開口，所述方法還包括當(dāng)在所述基板上形成所述導(dǎo)電層時(shí)閉合所述開口的步驟。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述導(dǎo)電層選自鈦、鎢和鉭。
21.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于控制包括位于基板中的納米流體通路的納米流體器件，所述納米流體通路包括導(dǎo)電表面并容納電解質(zhì): 計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中包含計(jì)算機(jī)可讀程序代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀程序代碼包括: 被配置為便于在所述電解質(zhì)與所述導(dǎo)電表面之間施加足以引起所述導(dǎo)電表面的氧化的電勢(shì)的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼；以及 被配置為監(jiān)視流過(guò)所述納米流體通路的離子電流的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
22.如權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為隨著所述導(dǎo)電表面被氧化而連續(xù)地監(jiān)視離子電流的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
23.如權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括被配置為交替地監(jiān)視所述離子電流和在所述電解質(zhì)與所述導(dǎo) 電表面之間施加電勢(shì)直到達(dá)到所需的納米流體通路尺寸的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。
全文摘要
通過(guò)使用反饋系統(tǒng)，以受控方式閉合或打開諸如納米溝道和納米孔的納米流體通路。在存在電解質(zhì)的通路內(nèi)生長(zhǎng)或去除氧化物層，直到通路達(dá)到選定尺寸或者通路被閉合。在制造期間測(cè)量納米流體通路的尺寸變化。流過(guò)通路的離子電流水平可被用來(lái)確定通路尺寸。可通過(guò)對(duì)元件之間的流體通路的選擇性氧化而控制流過(guò)流體元件的陣列的流體流。
文檔編號(hào)B81C1/00GK103189305SQ201180052447
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者P·S·瓦格納, S·哈雷爾, S·羅斯納格爾 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司