[發明專利]一種鍺鎵碲硫鹵玻璃微納波導結構中紅外傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310218339.4
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103311424A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王麗;蘇雪瓊;王榮平;張新平;劉紅梅;魯毅;甘渝林
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L35/16
• 分類號: H01L35/16;H01L35/34
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種鍺鎵碲硫鹵玻璃微納波導結構中紅外傳感器，其特征在于，是在基底上從下向上依次是微納波導結構的鍺鎵碲硫鹵玻璃薄膜和金屬納米顆粒層。

2.按照權利要求1的一種鍺鎵碲硫鹵玻璃微納波導結構中紅外傳感器，其特征在于，鍺鎵碲硫鹵玻璃薄膜厚度優選1～10μm，波導微結構寬度優選10～50μm，深度優選1～5μm。

3.按照權利要求1的一種鍺鎵碲硫鹵玻璃微納波導結構中紅外傳感器，其特征在于，金屬納米顆粒為金或銀，基底為玻璃、石英或硅片。

4.制備權利要求1-3所述的任一一種鍺鎵碲硫鹵玻璃微納波導結構中紅外傳感器的方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）將鍺鎵碲塊體硫鹵玻璃加熱至500-800℃，變為熔融狀態；

2）利用倒置的勻膠臺，將固定在轉臺上的基底接觸步驟1）熔融態的鍺鎵碲材料上，轉速設定為1000-4000rpm,時間30-90s,制備成鍺鎵碲硫鹵玻璃薄膜；

3）將直徑為1-10nm的金屬納米顆粒，制備成40-100mg/ml的溶膠，采用旋涂法將金屬納米顆粒溶膠旋涂在步驟2）鍺鎵碲硫鹵玻璃薄膜上，轉速設定為1500-4000rpm,時間30-60s,制備成金屬膠體薄膜；

4）將二氧化硅波導結構模板倒扣在步驟3）制備好的多層薄膜上，放入熱膜氣壓印裝置，密封，抽真空，然后將基底加熱到500-800℃，使薄膜軟化；

5）充入氮氣，將鍺鎵碲硫鹵玻璃薄膜和二氧化硅波導結構模板上下空間真空度差值達到10²-10⁴Pa，保持壓差3-8分鐘；

6）停止加熱，充入氮氣使薄膜和模板上下密閉空間達到大氣壓，取出樣品。

5.權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟4）所用的熱膜氣壓印裝置，包括金屬外罩和金屬內罩，金屬外罩由分別獨立的外罩上蓋和外罩下底座組成，外罩下底座是底面開孔的桶狀結構，金屬內罩在金屬外罩底座的空腔內，金屬內罩為上端開口、下端與外罩下底座密封連接的空腔結構，外罩下底座的開孔與金屬內罩的下端口一樣，外罩上蓋設有通氣管（S1）；金屬內罩的空腔內設有加熱板，加熱板與金屬內罩密封焊接在一起，在金屬內罩的側面設有通氣管（S2），通氣管（S2）位于加熱板之上，金屬內罩的通氣管（S2）從金屬內罩伸出，延伸至外罩外部，金屬內罩的上端口蓋有獨立的具有微納級波導結構的模板（A1），加熱板與金屬內罩上端口（A3）垂直距離為5mm，金屬外罩和金屬內罩均為圓筒狀；加熱板是金屬管與金屬內罩焊接而成的傳熱金屬板，對硫系玻璃薄膜加熱，同時還起到密封的作用。