[發(fā)明專利]二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案及激光直寫制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310471238.1
• 申請(qǐng)日: 2023-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN116500868A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鑫;顧德恩;包翔;趙天成;劉云波;申淼;蔡丹;蔣亞東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G03F7/20
• 分類號(hào): G03F7/20;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1.1)預(yù)先通過反應(yīng)磁控濺射在襯底上沉積非晶氧化釩薄膜；

(1.2)將制備好的非晶氧化釩薄膜轉(zhuǎn)移至激光加工平臺(tái)，然后通過激光器在非晶氧化釩薄膜表面進(jìn)行直寫加工，激光直寫照射的區(qū)域因光熱效應(yīng)，在局部產(chǎn)生大于400℃的高溫環(huán)境，完成退火過程，最終產(chǎn)物為二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：所述襯底選自玻璃襯底、石英襯底、藍(lán)寶石襯底、或硅襯底。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：步驟(1.1)中，以純度為99.99％的金屬V靶為濺射源，采用反應(yīng)磁控濺射方法在20-200℃的基片溫度區(qū)間沉積非晶氧化釩薄膜，氧化釩薄膜中V的原子百分比為30％-70％，其余為氧元素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：步驟(1.2)中，所述激光器為功率大于100mW、光斑面積小于50μm²、光斑能量密度大于2mW/μm²的連續(xù)激光器，輸出激光波長(zhǎng)小于2μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：所述激光加工平臺(tái)配置有顯微成像系統(tǒng)和位移平臺(tái)，顯微成像系統(tǒng)對(duì)加工區(qū)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的1000倍放大監(jiān)控，位移平臺(tái)用于進(jìn)行移速大于1μm/s的連續(xù)移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：所述激光加工平臺(tái)對(duì)激光加工區(qū)域進(jìn)行氣體填充，填充氣體選自空氣、純氮?dú)庖约皻鍤馄渲幸环N。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：步驟(1.1)具體包括以下步驟：

①將襯底置于3.0×10^-2Pa-1.0×10^-3Pa的真空環(huán)境下；

②在5Pa-20Pa的純Ar工作氣壓下，以0.3A的濺射電流，對(duì)純V金屬靶進(jìn)行預(yù)濺射10-20分鐘，去除表面氧化層；

③接著，采用氧/氬流量比為1:20-1:90的氣氛，0.8Pa-3.0Pa的工作氣壓，在步驟①所述襯底上沉積非晶氧化釩薄膜，濺射時(shí)基片溫度為20℃-200℃，沉積厚度為200-400nm，非晶氧化釩薄膜中的釩/氧原子比為1:0.5-1:2.3。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案的激光直寫制備方法，其特征在于：將制備的非晶氧化釩薄膜轉(zhuǎn)移至激光加工平臺(tái)中，設(shè)置激光器功率和光斑面積，使用激光器在預(yù)定的氣氛中對(duì)非晶氧化釩進(jìn)行直寫照射，利用位移平臺(tái)加工退火二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案。

9.一種二氧化釩微結(jié)構(gòu)圖案，其特征在于通過權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述方法制備，圖案線寬小于8μm。