一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111257078A(43)申请公布日2020.06.09(21)申请号202010128892.9(22)申请日2020.02.28(71)申请人西安工业大学地址710032陕西省西安市未央区学府中路2号(72)发明人杨利红陈智利刘卫国惠迎雪周顺张进费芒芒毕倩(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人黄秦芳(51)Int.Cl.G01N1/28(2006.01)G01N1/44(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法和装置(57)摘要本发明涉及一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法和装置。其包括以下步骤：1）将待加工的铌酸锂样品固定在离子束刻蚀设备的样品台上，调整使离子束的入射角达到工作角度；调整使离子源的中心与工件中心重合；2）将离子束刻蚀设备抽至高真空，真空度低于2×10-3Pa；通入高纯度99.999%惰性气体氩气或氙气，利用气体流量计控制气体流量，使工作真空保持在2×10-2Pa到8×10-2Pa；3）开启离子源，对铌酸锂样品进行离子束辐照；4）将辐照后的铌酸锂晶体置于高温炉中进行热处理，其中热处理温度80~350℃，时间0.2~3小时。该方法利用离子轰击在样品表面诱导形成自组织纳米畴结构，并且可以通过调控离子束参数来控制所获得的纳米畴结构的特征。CN111257078ACN111257078A权利要求书1/1页1.一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、将待加工的铌酸锂样品固定在离子束刻蚀设备的样品台上，调整使离子束的入射角达到工作角度；调整使离子源的中心与工件中心重合；步骤二、将离子束刻蚀设备抽至高真空，真空度低于2×10-3Pa；通入高纯度99.999％惰性气体氩气或氙气，利用气体流量计控制气体流量，使工作真空保持在2×10-2Pa到8×10-2Pa；步骤三、开启离子源，对铌酸锂样品进行离子束辐照；步骤四、将辐照后的铌酸锂晶体置于高温炉中进行热处理，其中热处理温度80～350℃，时间0.2～3小时。2.如权利要求1所述的一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法，其特征在于：所述步骤三中，离子束为Xe，离子束能量E为450-750eV，离子束流J为130-450μA/cm2，离子束入射角度θ为10-30°或55-75°，离子束作用t为30-300min，所述离子束入射角θ为离子束和样品表面法线的夹角。3.如权利要求1所述的一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法，其特征在于：所述步骤三中，离子束为Ar，离子束能量E为900-1350eV，离子束流J为240-620μA/cm2，离子束入射角度θ为10-30°或55-75°，离子束作用t为30-300min。，所述离子束入射角θ为离子束和样品表面法线的夹角。4.如权利要求1所述的离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法采用的装置，其特征在于：包括基片运动系统(1)、离子源系统(2)、真空系统(3)和控制系统(4)，其特征在于：所述的基片运动系统(1)包括基座(101)、基台(102)和X、Y双向运动平台(104)，基台(102)下端面固定于基座(101)上，基台(102)上端面与X、Y双向运动平台(104)固定连接，所述基台(102)内设置有冷却通道(103)。5.如权利要求4所述的离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法采用的装置，其特征在于：所述的的冷却通道(103)连接有中心管路，循环水从基台(102)的中心管路上的进水口进入冷却通道(103)，在冷却通道(103)中循环后进行收集进入中心管路上的出水口，实现基片台恒温在10-30℃。6.如权利要求5所述的离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法采用的装置，其特征在于：所述中心管路外端连接有波纹管(105)。2CN111257078A说明书1/4页一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法和装置技术领域[0001]本发明属于铁电晶体纳米畴工程领域中纳米畴结构制备技术领域，具体涉及一种离子束辐照制备铌酸锂纳米畴结构的方法和装置。背景技术[0002]近年来，纳米材料领域出现了一个新的热潮即研究纳米结构的热潮，因此离子束辐照制备纳米结构这一新技术引起科研界的广泛关注。离子束辐照技术是利用离子束溅射诱导粗糙化机制和不同表面弛豫机制相互作用的结果，使表面自发地形成一定的纳米结构，是一种简单、经济、大面积地制造自组织纳米结构的新思路。该技术获得的自组织纳米结构存在诸多优点：一、加工材料种类多，可在绝缘体、半导体、金属、非金属等多种材料上产生纳米结构；二、纳米结构横向特征尺寸(即纳米结构的周期或波长)小，一般可在百纳米到十几纳米之间、