一种在钛酸锶基片上制备纳米级有序微裂纹的方法
申请专利号 01134312
专利申请日 20011029
名称 一种在钛酸锶基片上制备纳米级有序微裂纹的方法
公开(公告)号 1416157
公开(公告)日 20030507
类别 B82B 3/00、H01L 21/00
申请(专利权)人 中国科学院物理研究所
地址 北京市603信箱
发明(设计)人 赵柏儒、龚伟志、许波、蔡纯、张富昌、罗鹏顺、林媛
专利代理机构
代理人
摘要
本发明属于纳米结构制备领域。通过激光溅射在STO基片上沉积LCMO薄膜,利用热处理过程中LCMO薄膜的自组织行为,通过控制制备过程中的沉积温度、退火温度及薄膜厚度等工艺条件,使得LCMO薄膜表面自发形成纳米级正交有序微裂纹结构,达到在STO基片上制备纳米级有序微结构的目的。本发明工艺简单可靠,易于控制,样品重复性好,设备要求低。本发明作为一种通用技术将在多个领域中得到广泛的应用。
主权项
一种制备纳米级有序微裂纹的方法,其特征在于: 所需设备、材料及检测手段如下: 1) 设备要求:超声清洗仪,指标不做特别要求;脉冲激光源为Lambda Physik公司生产的LPX 300cc型KrF激光器,激光波长为248nm,脉宽25ns;真空镀膜设备,其极限真空度为5.0×10↑[-4]Pa,基片台最高加热温度1000℃,靶间距4.0~4.7cm;真空镀膜设备的配套真空泵;第一级真空泵为机械泵,抽气速率8L/s,极限压力6×10↑[-2]Pa,第二级真空泵为分子泵,抽气速率600L/s,极限压力1×10↑[-8]Pa;真空镀膜设备的配套温控仪为日本岛电公司生产的SR50型单回路过程调节器;离子刻蚀设备的极限真空度为5.0×10↑[-4]Pa;离子刻蚀设备的配套真空泵同上述真空镀膜设备的配套真空泵; 2) 材料要求:分析纯酒精,分析纯丙酮,去离子水;(100)取向的SrTiO↓[3](STO)基片,单面抛光;高纯氧气,高纯氩气;La↓[0.5]Ca↓[0.5]MnO↓[3](LCMO)靶材; 3) 检测手段:台阶测厚仪测膜层厚度;X-ray测薄膜的晶体结构;原子力显微镜(AFM)测薄膜和基片的表面形貌;透射电子显微镜(TEM)做薄膜的截面掩衬像; 包括以下步骤: 1)清洗基片:将STO基片先后浸于分析纯丙酮和分析纯酒精中,反复进行超声清洗,直至其抛光表面清洁、肉眼观察无污染物为止,最后用去离子水清洗; 2)制备LCMO薄膜:将清洗过的基片烘干后用银胶粘于镀膜室的基片台上准备沉积;对镀膜室抽真空,同时以1000~1500℃/小时的速率加热基片台至沉积温度750~800℃;当镀膜室的背底真空度小于4.0×10↑[-3]Pa且基片台在沉积温度处恒温时,以一定的气流量持续充入高纯氧气;气流量用超高真空角阀调节,数值以分子泵不过载为限;使真空度稳定在30~70Pa;随后进行脉冲激光溅射,所用的脉冲激光参数范围如下:激光能量为400~600mJ/脉冲;激光频率为3~8Hz;激光能量密度为1.2~2.0J/cm↑[2];靶上光斑大小约2mm↑[2];在此条件下,LCMO薄膜的沉积率约20纳米/分钟,选取4~8分钟的溅射时间即可制备出厚度80~160纳米的LCMO薄膜; 3)进一步热处理:溅射完毕后,快速充入高纯氧气

    0 人评论

    提交您的看法