一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法与流程

本发明属于微电子和纳米，具体涉及到一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法。

背景技术：

1、在微电子和纳米技术领域，磁性纳米阵列被广泛研究，因为它们在磁传感器，磁存储器，微波器件等各种应用中显示出优异的性能。然而，制备磁性纳米阵列的传统方法往往涉及使用模板。这种方法的主要缺点是，模板的孔径通常为微米级，这使得实现纳米级尺寸的阵列变得非常困难。此外，模板的成本通常非常高，这在一定程度上限制了这种方法的应用。除了模板的使用，另一种常见的制备方法是刻蚀工艺，然而这种方法需要精密的控制，以保证产生的纳米阵列的质量和性能。

2、在柔性电子设备领域，柔性磁性纳米阵列因其良好的柔性、机械稳定性和微小尺寸，在诸如柔性磁存储、微型化磁传感器等方面展现出巨大潜力。然而，制备这种柔性磁性纳米阵列的挑战在于如何将在硬质衬底上生长的磁性纳米阵列转移到柔性衬底上，同时保持阵列的质量和性能。

3、因此，开发一种无需模板，成本低，制作简单，尺度可调且可在柔性衬底上实现高质量磁性氧化物纳米阵列的方法已经成为当前的研究难点。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其包括如下步骤：

5、提供硬质衬底；

6、在硬质衬底上生长外延牺牲层；

7、在外延牺牲层上生长自组装磁性氧化物-牺牲相复合薄膜；

8、刻蚀外延牺牲层，使得自组装薄膜转移至柔性衬底上；

9、刻蚀自组装薄膜中的牺牲相，形成氧化物纳米阵列；

10、在柔性衬底表面旋涂同种材料实现封装。

11、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：硬质衬底为srtio3衬底或mgal2o4衬底。

12、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：外延牺牲层的生长采用磁控溅射或分子束外延方法。

13、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：自组装磁性氧化物-牺牲相复合薄膜的生长采用单一靶材实现两相复合磁性氧化物薄膜的生长。

14、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：自组装磁性氧化物-牺牲相复合薄膜,包含磁性氧化物相和牺牲相，牺牲相为mgo，磁性氧化物相为尖晶石铁氧体材料如cofe2o4，nife2o4等。

15、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：牺牲层为sr3al2o6，其为水溶性牺牲层。

16、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：自组装磁性氧化物-牺牲相中牺牲相为mgo，其需要10％的(nh4)2so4溶液在水浴条件下刻蚀，其与牺牲层刻蚀方法不同，而牺牲层刻蚀方法在前，牺牲相，刻蚀在后，二者互不干扰，分别实现剥离过程和纳米阵列形成过程。

17、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：纳米阵列的高可由纳米薄膜生长的不同厚度来调控，纳米阵列的横向尺寸与密度可由靶材的比例以及生长退火的温度来调控。温度越高，阵列的横向尺寸越大，靶材中磁性氧化物的比例越少，密度越低。

18、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：旋涂过程采用溶液处理或真空旋涂技术。

19、作为本发明所述柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法的一种优选方案，其中：封装材料与所述的柔性的衬底为同种材料且能够固化修复缝隙，以实现理想封装

20、本发明有益效果：

21、本发明的目的在于提供一种简单、高效且成本低的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，该方法无需使用高成本的模板，而且可以实现在柔性衬底上的纳米阵列的制备，提高了其在微电子和纳米技术领域的应用价值。

技术特征：

1.一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述硬质衬底为srtio3衬底或mgal2o4衬底。

3.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述外延牺牲层的生长采用磁控溅射或分子束外延方法。

4.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述自组装磁性氧化物-牺牲相复合薄膜的生长采用单一靶材实现两相复合磁性氧化物薄膜的生长。

5.根据权利要求1或4所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述自组装磁性氧化物-牺牲相复合薄膜,包含磁性氧化物相和牺牲相，牺牲相为mgo，磁性氧化物相为尖晶石铁氧体材料如cofe2o4，nife2o4等。

6.根据权利要求1或3所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述牺牲层为sr3al2o6，其为水溶性牺牲层。

7.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述自组装磁性氧化物-牺牲相中牺牲相为mgo，其需要10％的(nh4)2so4溶液在水浴条件下刻蚀，其与牺牲层刻蚀方法不同，而牺牲层刻蚀方法在前，牺牲相刻蚀在后，二者互不干扰，分别实现剥离过程和纳米阵列形成过程。

8.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于：所述纳米阵列的高与薄膜生长的厚度相适应，所述纳米阵列的横向尺寸与密度由靶材的比例以及生长退火的温度相适应。

9.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述旋涂过程为溶液处理或真空旋涂技术。

10.根据权利要求1所述的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其特征在于，所述封装材料与所述柔性的衬底为同种材料。

技术总结本发明公开了一种柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，其包括如下步骤：提供硬质衬底、生长外延牺牲层、自组装磁性氧化物‑牺牲相复合薄膜、转移至柔性衬底上、形成氧化物纳米阵列、封装等步骤，本发明提供一种简单、高效且成本低的柔性磁性外延氧化物纳米阵列的制备方法，无需使用高成本的模板实现在柔性衬底上的纳米阵列的制备，提高了其在微电子和纳米技术领域的应用价值。技术研发人员：金庆忍,周柯,莫枝阅,卢柏桦,王晓明,谢国汕受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/1/15