[發明專利]一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法

在審

• 申請號: 201710377563.6
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107244649A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 高興森;田國
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司44425
• 代理人: 潘雯瑛

1.一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：采用脈沖激光沉積法在襯底上沉積高性能外延鐵電薄膜；

S2：轉移單層PS小球至鐵電薄膜表面作為掩模板；

S3：將附有掩模板的襯底用氧等離子體刻蝕處理，得到待刻蝕樣品；

S4：將所述待刻蝕樣品置于離子束刻蝕機中進行刻蝕；

S5：去除殘留的單層PS小球掩模板，得到有序的鐵電納米點陣列。

2.根據權利要求1所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S1中的襯底為單晶襯底，且其滿足薄膜外延條件。

3.根據權利要求1所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S2包括以下步驟：

S21：在盛滿去離子水的培養皿中滴入直徑為500nm的PS小球與乙醇的混合溶液，加入分散劑，使PS小球在去離子水表面呈單層緊密排列；

S22：將步驟S1制備的薄膜用氧等離子體處理3分鐘；

S23：用鑷子將處理后的薄膜樣品置于單層PS小球下方，然后輕輕的水平提出；

S24：待水分自然蒸發后，薄膜表面形成一層單層緊密排列的PS小球。

4.根據權利要求1所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S4中，在真空度為7.0～9.0×10^-4Pa，室溫條件下，保持離子束刻蝕系統的陰極電流為14.7～15.0A，陽極電壓為50V，屏極電壓為250V，加速電壓為250V，中和電流為13A，偏置電壓為1.2V，進行刻蝕3～4分鐘。

5.根據權利要求1所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S5中，將樣品放置于氯仿溶液中超聲清洗10～15分鐘，取出后用氮氣槍吹干，即可得到大面積有序的鐵電納米點陣列。

6.根據權利要求1～5任一項所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：所述襯底為7％Nb摻雜的(001)方向SrTiO₃(Nb:STO)單晶襯底。

7.根據權利要求1～5任一項所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：所述外延鐵電薄膜為40nm厚的BiFeO₃薄膜。

8.根據權利要求1～5任一項所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S2中的PS小球的直徑為200～1000nm，步驟S3中氧等離子體刻蝕的時間為8～65分鐘。

9.根據權利要求7所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S1中，脈沖激光沉積法的制備參數為：能量為1mJ/cm³，脈沖頻率為5～8Hz，溫度為660℃，氧氣壓為15Pa。

10.根據權利要求4所述的一步模板法制備有序鐵電納米點陣列的方法，其特征在于：步驟S4中，在真空度為8.0×10^-4Pa，室溫條件下，保持離子束刻蝕系統的陰極電流為15.0A，陽極電壓為50V，屏極電壓為250V，加速電壓為250V，中和電流為13A，偏置電壓為1.2V，進行刻蝕3～4分鐘。