一种制备三维超导微纳器件的方法

摘要

本发明公开了一种制备三维超导微纳器件的方法，涉及三维微纳器件技术，其包括步骤：(1)超导电极接触块及/或连线的生长；(2)将步骤(1)中加工好的样品的放置与固定；(3)将固定于样品托上的样品放入离子束设备真空腔内的样品台上；(4)在超导电极接触块或连线上自由站立的超导微纳米的生长；(5)对(4B)中制备的微纳米材料的形变操纵；(6)得成品。本发明的制备方法，基于离子束辐照对自由站立的纳米材料的形变操纵来制备不位于支撑衬底平面内的超导微纳结构，形成与支撑衬底平面成一定夹角的三维超导微纳器件，工艺灵活、效率高、可控性好。

主权项

一种制备三维超导微纳器件的方法，其特征在于，包括步骤：(1)超导电极接触块及/或连线的生长：在制备三维超导微纳结构前，用传统的光刻或电子束曝光工艺，聚焦高能束直写沉积方法在衬底平面内、或在超导器件上形成超导电极接触块与/或连线，或形成其他复杂的超导功能材料结构，以提供测试通道或与衬底上已有器件间集成与耦合的通道；(2)将步骤(1)中加工好的样品的放置与固定：若(1)步中的衬底是具有表面绝缘薄膜层的导电衬底，用导电物质从衬底背面将其固定在样品托上；若衬底是具有表面导电层的电绝缘衬底，将样品固定在样品托上后，再用导电物质将样品表面与样品托连接；(3)将固定于样品托上的样品放入离子束设备真空腔内的样品台上；(4)在超导电极接触块或连线上自由站立的超导微纳米结构的生长：A)自由站立的超导微纳米墩的生长：其一、采用抗蚀剂图形或模板法与材料沉积工艺结合，然后通过溶脱剥离形成自由站立的高宽比较小的超导微纳米墩；其二、通过高能束诱导的材料沉积直写自由站立的超导微纳米墩，步骤包括：a、调整样品台位置，b、引入金属有机物气态分子源，c、启动离子束扫描，d、进行微纳米墩结构在电极接触块或连线上特定位置的生长；B)高高宽比的自由站立的超导微纳米材料的生长：其一、采用抗蚀剂图形或模板法与材料沉积工艺结合，然后通过溶脱剥离形成自由站立具有较大的高宽比的超导微纳米线、柱或管；其二、通过高能束诱导的材料沉积直写自由站立的超导微纳米材 料，步骤包括：a、调整样品台位置，b、引入金属有机物气态分子源，c、启动离子束扫描，d、进行微纳米材料结构在与(4A)步中制备的微纳米墩相对的电极或连线位置上生长；(5)对(4B)中制备的微纳米材料的形变操纵：包括步骤：(i)将(4)步中加工好的样品放置在具有一定倾斜角度倾斜面的样品托上，放入并固定在离子束设备真空腔内；(ii)调节样品台倾斜角度，使离子束入射方向与超导纳米材料长度方向成一定夹角；(iii)开启离子束，对自由站立的超导纳米材料进行辐照，使之向微纳米墩方向倾斜并与之接触；(6)得成品。