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我們演示了一種使用液體浸沒法清洗納米預(yù)制氮化硅光柵上的鈉原子沉積物，而不損壞光柵的方法。成功清洗光柵的可能性取決于其物理參數(shù)和所使用的液體類型，我們提出了關(guān)于液體和光柵棒之間的表面張力相互作用的計算，并推導(dǎo)出了能夠經(jīng)受浸泡的最大光柵棒跨。

圖1顯示了表面有鈉沉積物的光柵的原子力顯微鏡(AFM)圖像，以及浸沒在液體后清潔的同一光柵，為了清潔格柵，首先將其放入丙酮中，然后用水沖洗丙酮（水是鈉和氧化鈉的良好溶劑）再次用丙酮沖洗格柵，讓其干燥，這樣格柵暴露在水中，但從未暴露在水-空氣邊界，丙酮用于緩沖光柵，防止其直接浸入水中，因為丙酮的表面張力小于水。

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圖1

用100納米光柵重復(fù)該過程，也沒有損壞光柵，盡管原子力顯微鏡圖像顯示沒有可見的損壞，但光柵干燥后可能會留下一層薄膜。為了檢查透射特性仍然完好無損，在掃描電鏡中使用相同程序清洗的100納米周期光柵來觀察衍射，從而證明光柵仍然相干地透射5千電子伏的電子波。

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圖3

雖然這些試驗都很成功，但也有光柵被水浸損壞的例子，如圖3所示，左側(cè)圖像是清潔且未損壞的光柵的掃描電鏡圖像，而右側(cè)圖像是未成功浸入水中的光柵。格柵條聚集在一起，可能是由于干燥液體的表面張力將它們聚集成2至5條的塊狀，為了確定哪些光柵可能在液體中浸泡后仍然存在，我們對光柵清洗過程的機理進行了計算。

另外如果我們使用丙酮作為我們的第一個也是最后一個浸沒液體，我們可以預(yù)期一個100納米周期光柵的棒長為1.4微米或更短，如果我們使用200納米周期光柵，丙酮和水的最大曲線峰值分別為3.2微米和2.4微米。圖1中的光柵是一個200 納米周期的光柵，條紋跨度約為3微米，剛好低于丙酮的極限；而在圖3中，左邊的100 納米周期光柵的棒跨度約為1.3微米，也剛好低于丙酮的極限，右邊的光柵被水破壞了，是一個200 納米周期的光柵，它的條形跨度為2.5微米，略高對于水的極限。

所以在未來，看看是否可以從光柵上清除其他原子將是令人會感興趣的，例如，鋁可以通過水和堿液的溶液去除，所以暴露在鋁原子下的光柵也可以用類似的方式清洗，由于堿液干燥后會有結(jié)晶殘留物，因此液體置換技術(shù)對清洗至關(guān)重要。另外一個值得關(guān)注的問題是鋁-堿液反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡會對清洗過程產(chǎn)生什么影響。目前，這項技術(shù)對于鈉和其他元素或化合物是可行的，這些元素或化合物會被水或丙酮清除。

在一定的指導(dǎo)下，獨立式氮化硅光柵可以通過浸入水中來去除鈉，光柵的幾何特性和液體的表面張力影響成功的可能性，對于支撐結(jié)構(gòu)而言，周期越長的光柵，以及那些在納米周期條之間開口率非常高或非常低的光柵，被表面張力損壞的可能性越大，通過使用一種技術(shù)來替換表面張力逐漸變大的流體，然后顛倒程序，可以避免柵條之間的高表面張力液體使柵條變干。這種技術(shù)增加了支撐結(jié)構(gòu)桿的最大允許跨度。