基于飞秒脉冲激光沉积生长微纳米结构薄膜的方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于飞秒脉冲激光沉积生长周期性阵列微纳米结构薄膜的方法及其装置。该方法采用传统激光沉积技术，在激光沉积系统中的真空腔内增加掩膜过滤，得周期性阵列结构薄膜，再将薄膜经后期浸泡处理，即得周期性阵列微纳米结构薄膜。本发明实现该方法的装置包括飞秒激光系统、光学快门，衰减器，1/2波片、偏振器，透镜及真空泵，激光沉积系统中真空腔、靶材及基片、掩模，装置外部装浸泡液的容器等。实现本发明的装置结构简单，稳定可靠，对环境污染小；通过调节基片温度可改变薄膜的结晶特性，可制备出多种晶体结构的周期性阵列微纳米结构薄膜。

主权项

一种基于飞秒脉冲激光沉积生长周期性阵列微纳米结构薄膜的方法，采用传统脉冲激光沉积薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将靶材(9)和基片(12)用乙醇和去离子水超声清洗干净，将靶材(9)和基片(12)分别固定在激光沉积系统中真空腔(8)内的靶材夹持器(10)和基片夹持器(13)上；(2)将掩模(11)固定在基片(12)表面，使其紧密贴附于基片表面；(3)关闭激光沉积系统中真空腔(8)，开启真空泵(14)，将真空腔(8)内的真空度抽至小于10^‑4Pa，并将基片夹持器(13)加热至400～800℃；(4)开启飞秒激光系统(1)，来自飞秒激光系统(1)的飞秒脉冲激光光束垂直入射后依次经光学快门(2)、衰减器(3)、1/2波片(4)、偏振器(5)、最后经透镜(6)聚焦；(5)打开真空腔(8)的入射窗(7)，经透镜(6)聚焦后的飞秒脉冲激光光束通过入射窗(7)入射到真空腔(8)内，在靶材(9)表面溅射出等离子体颗粒，经掩模(11)过滤后，在基片(12)表面沉积生长成周期性阵列结构薄膜；(6)待基片(12)表面沉积生长薄膜10～60分钟后，关闭真空腔(8)的入射窗(7)，取出生长了薄膜的基片(12)对其进行后期浸泡处理，即生长成周期性阵列微纳米结构薄膜。