[發(fā)明專(zhuān)利]一種摻鎂鈮酸鋰疇結(jié)構(gòu)的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110003399.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112835262B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬超群;陳偉;劉袁;張旺;崔國(guó)新;陸延青
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G03F7/16
• 分類(lèi)號(hào): G03F7/16;G03F7/40;C30B33/04
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發(fā)明提供一種摻鎂鈮酸鋰疇結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法通過(guò)依次在摻鎂鈮酸鋰晶體表面進(jìn)行第一次涂覆光刻膠、光刻與顯影、鍍膜、剝離光刻膠、第二次涂覆光刻膠和加壓極化制備金屬電極圖案，實(shí)現(xiàn)制備摻鎂鈮酸鋰晶體疇結(jié)構(gòu)，通過(guò)兩次涂覆光刻膠和加壓極化的制備方法，能夠在較大厚度的摻鎂鈮酸鋰表面得到任意的、均勻的、貫穿的、穩(wěn)定存在的疇結(jié)構(gòu)，成品率高，所述制備方法簡(jiǎn)單，且操作安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈮酸鋰晶體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種摻鎂鈮酸鋰疇結(jié)構(gòu)的制備方法。

背景技術(shù)

目前準(zhǔn)位相匹配理論提出，通過(guò)周期性調(diào)制晶體的非線(xiàn)性系數(shù)，利用超晶格的倒格矢來(lái)補(bǔ)償頻率轉(zhuǎn)換中的位相失配，實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換的效率增強(qiáng)。在鐵電晶體中，可以通過(guò)改變鐵電疇的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的，所以周期性疇結(jié)構(gòu)的制備工藝一直是一個(gè)研究的熱點(diǎn)。

鐵電體因擁有特殊的電疇結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)對(duì)鐵電體的周期性疇反轉(zhuǎn)制作周期性的調(diào)制結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)相位匹配。鈮酸鋰單晶具有優(yōu)良的壓電性能、電光性能及非線(xiàn)性光學(xué)性能，獲得了普遍應(yīng)用。

1980年馮端、閔乃本課題組通過(guò)提拉法，在鈮酸鋰晶體的生長(zhǎng)過(guò)程中控制極化方向，從而制作了周期性層狀鐵電疇結(jié)構(gòu)，該方法制備的周期極化鈮酸鋰基本能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)相位匹配，但是生長(zhǎng)周期難以精確，疇界比較模糊，倍頻轉(zhuǎn)換效率不高(參見(jiàn)“Enhancement ofsecond-harmonic generation in LiNbO₃ crystals with periodic laminarferroelectric domains”，N.B.Ming等，Appl.Phys.Lett.37，607(1980))；化學(xué)擴(kuò)散法，比如鋰離子擴(kuò)散法，該方法可以制備比較精準(zhǔn)的周期結(jié)構(gòu)，但由于擴(kuò)散的原因，疇結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)難以貫穿(參見(jiàn)“Blue light generated by frequency doubling of laser diode lightin a lithium niobate channel waveguide”，J.Webjorn等，IEEEPhoton.Technol.Lett.1，316(1989))；電子束直寫(xiě)法，該方法制備的疇結(jié)構(gòu)連續(xù)性和均勻性不夠好(參見(jiàn)“Domain inversion in LiNbO₃ using direct electron-beam writing”，A.C.G.Nutt等，Appl.Phys.Lett.60，2828(1992))；1993年M.Yamada等人在室溫下，通過(guò)外加高壓對(duì)LN進(jìn)行極化(參見(jiàn)“First-order quasi-phase matched LiNbO₃ waveguideperiodically poled by applying an external field for efficient blue second-harmonic generation”，M.Yamada等，Appl.Phys.Lett.62，435(1993))。但M.Yamada等人利用半導(dǎo)體工藝，通過(guò)外加高壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)0.5mm厚的鈮酸鋰晶體的疇結(jié)構(gòu)制備。由于鈮酸鋰晶體的矯頑場(chǎng)很大，所施加電壓需要很大，操作不安全；而且使用該方法制備的疇結(jié)構(gòu)不易貫穿，疇結(jié)構(gòu)不完整。

因此，開(kāi)發(fā)出一種能夠制備出任意的、均勻的、貫穿的、持久的疇結(jié)構(gòu)，有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種摻鎂鈮酸鋰疇結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法通過(guò)在摻鎂鈮酸鋰晶體表面進(jìn)行兩次涂覆光刻膠和加壓極化，制備出金屬電極圖案，能夠在較大厚度的摻鎂鈮酸鋰表面得到任意的、均勻的、貫穿的、穩(wěn)定存在的疇結(jié)構(gòu)，成品率高，所述制備方法簡(jiǎn)單，且操作安全。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種摻鎂鈮酸鋰疇結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)摻鎂鈮酸鋰晶體依次進(jìn)行第一次涂覆光刻膠、一次烘干、光刻、顯影和鍍膜，得到初處理?yè)芥V鈮酸鋰晶體；