[發(fā)明專利]一種檢測(cè)柱狀自組裝薄膜結(jié)構(gòu)的方法及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201811299980.4 | 申請(qǐng)日： | 2018-11-02 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109179311B | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-11-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姜杰;楊瓊;周益春 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湘潭大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B81B1/00 | 分類號(hào)： | B81B1/00;B81B7/04;B81C1/00 |
| 代理公司： | 11489 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) | 代理人： | 陳超<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó) |
| 地址： | 411100湖*** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 自組裝薄膜 界面結(jié)合能 界面結(jié)構(gòu) 豎直柱 制備 納米柱 種檢測(cè) 基板 柱狀 鑲嵌 構(gòu)建材料 預(yù)先確定 制備材料 | ||
1.一種檢測(cè)柱狀自組裝薄膜結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：
采用第一性原理的方法分別構(gòu)建材料A和與基板最穩(wěn)定的界面結(jié)構(gòu)a，以及材料B和與基板最穩(wěn)定的界面結(jié)構(gòu)b；
分別計(jì)算所述界面結(jié)構(gòu)a的第一界面結(jié)合能(EfA)，以及界面結(jié)構(gòu)b的第二界面結(jié)合能(EfB)；
計(jì)算所述第一界面結(jié)合能(EfA)與所述第二界面結(jié)合能(EfB)的差值，若所述差值大于零，則由材料A和材料B所形成的柱狀自組裝薄膜的結(jié)構(gòu)中，材料A為納米柱材料，材料B為基體材料；若所述差值小于零，由材料A和材料B所形成的柱狀自組裝薄膜的結(jié)構(gòu)中，材料B為納米柱材料，材料A為基體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一界面結(jié)合能(EfA)的計(jì)算步驟包括：
采用第一性原理的方法分別計(jì)算：材料A形成的薄膜和基板完全弛豫后最穩(wěn)定時(shí)的總能量EA(薄膜/基板)、材料A形成的薄膜完全自由時(shí)的總能量EA(薄膜)、基板完全自由時(shí)的總能量E(基板)；
根據(jù)公式計(jì)算第一界面結(jié)合能(EfA)，其中，公式為：所述第一界面結(jié)合能(EfA)＝[EA(薄膜/基板)-EA(薄膜)-E(基板)]/界面面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二界面結(jié)合能(EfB)的計(jì)算步驟包括：
采用第一性原理的方法分別計(jì)算：材料B形成的薄膜和基板完全弛豫后最穩(wěn)定時(shí)的總能量EB(薄膜/基板)、材料B形成的薄膜完全自由時(shí)的總能量EB(薄膜)、基板完全自由時(shí)的總能量E(基板)；
根據(jù)公式計(jì)算第二界面結(jié)合能(EfB)，其中，公式為：第二界面結(jié)合能(EfB)＝[EB(薄膜/基板)-EB(薄膜)-E(基板)]/界面面積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第一性原理的方法的條件為：采用投影綴加波(PAW)贗勢(shì)、采用廣義梯度近似(GGA)中的PBE描述交換關(guān)聯(lián)函以及平面波截?cái)嗄転?50eV。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述材料A、材料B和基板為單晶結(jié)構(gòu)。
6.一種制備柱狀自組裝薄膜的方法，其特征在于，包括：
采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法檢測(cè)自組裝薄膜的結(jié)構(gòu)，確定材料A為納米柱材料、材料B為基體材料；
采用脈沖激光沉積雙靶交替生長(zhǎng)系統(tǒng)對(duì)所述納米柱材料連續(xù)打擊m次后，對(duì)所述基體材料連續(xù)打擊n次，打擊的m次和n次構(gòu)成一個(gè)循環(huán)打擊；
多次進(jìn)行循環(huán)打擊，在基板上生長(zhǎng)有預(yù)設(shè)厚度的薄膜；其中，循環(huán)打擊過(guò)程中控制每個(gè)循環(huán)在基板上所形成的厚度同時(shí)小于所述納米柱材料和所述基體材料的一個(gè)單胞高度；
持續(xù)通入大量氧氣，控制所述薄膜的降溫速度不超過(guò)0.4℃/s，直到所述薄膜冷卻至室溫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用脈沖激光沉積雙靶交替生長(zhǎng)系統(tǒng)對(duì)所述納米柱材料連續(xù)打擊m次之前，還包括：
采用脈沖激光沉積系統(tǒng)在所述基板上生長(zhǎng)一層厚度為10～50nm的外延氧化物底電極。
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