技术特征:
1.离子束增强腐蚀制备晶体薄膜的方法,包括步骤如下:(1)将切割好的晶体进行抛光、清洗;(2)利用重离子束碳离子对晶体抛光表面进行轰击,在轰击的抛光面以下形成缺陷层;(3)将步骤(2)处理后的晶体进行金刚石切割暴露出表面缺陷层;(4)暴露出表面缺陷层的晶体置于酸溶液中进行加热腐蚀,经腐蚀后剥离下晶体薄膜;(5)取出腐蚀后的晶体和剥离下的晶体薄膜,剥离下的晶体薄膜直接转移到衬底上,腐蚀后的晶体采用机械转移方法将块状晶体表面转移到衬底上,完成基于离子束增强腐蚀晶体薄膜的制备与转移。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,晶体的切割为将晶体切割成1
×1×
0.2cm的正方形晶体块;晶体抛光为将切割后的晶体两个侧面和其中一个大面进行抛光;晶体清洗为分别用丙酮、酒精、去离子水对晶体进行超声清洗。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述晶体为yb:yag晶体、nd:yag晶体、ktp晶体或gdcobo晶体。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,碳离子的能量为2
‑
15mev,剂量为(1
‑
5)
×
10
15
ions/cm2。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,碳离子为三价碳离子(c3+)。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中,在轰击的抛光面以下形成缺陷层的厚度为1
‑
6μm。7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中,金刚石切割具体如下:步骤(2)处理后的晶体在轰击面用金刚石切割两条平行的凹槽,所述凹槽的深度为25
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50μm、宽度为100
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200μm;所述两条凹槽的间隔为20
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200μm,两凹槽之间形成一个宽度为20
‑
200μm的脊型凸起。8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,所述的酸溶液为98%的浓磷酸与去离子水的混合溶液,浓磷酸与去离子水的体积比为4:1。9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中,加热腐蚀温度为110
‑
130℃,腐蚀时间为5
‑
10h。10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(5)中,机械转移方法为:在腐蚀后的晶体表面贴上pdms胶,利用pdms胶将薄膜从晶体上撕下,转移到所需衬底上,并在80℃的条件下加热10mins,pdms胶失去粘性,薄膜自然脱落。
技术总结
本发明涉及一种离子束增强腐蚀制备晶体薄膜的方法,该方法采用重离子束碳离子结合化学腐蚀法进行,利用离子辐照技术认为对晶体材料制造缺陷层,使用采用金刚石切割刀在辐照过的晶体表面进行切割制备出凹槽,进而将缺陷层暴露出来增大与酸溶液的接触面积,利用化学腐蚀技术对缺陷层进行腐蚀,实现大面积微米量级厚度晶体薄膜的剥离,实现晶体薄膜的快速制备,时间短、工序简单、成本低,易于大规模推广应用。应用。
技术研发人员:谭杨 李慧琦 陈峰
受保护的技术使用者:山东大学
技术研发日:2021.06.02
技术公布日:2021/9/9