本发明专利技术公开了一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，取BSCCO单晶分别热蒸发上下电极，再通过一次光刻以及离子束刻蚀，即可制作出厚度可达数微米的样品。该制备方法简单、可操作，可缩短样品制备周期和提高样品制备成功率，有利于制作超厚度样品。通过该制备工艺制备出的样品具有发连续波、可调谐、单色性好、功率高等优点。当样品厚度大于2μm时，有比较大的太赫兹辐射功率，可达几十微瓦，相较于传统的双面结样品，辐射功率最高可提高一个数量级，样品的频率可调范围可达500 GHz。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及BSCCO太赫兹源
，尤其涉及一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法。
技术介绍
太赫兹(terahertz，通常简称THz)波是指频率在0.3THz?10THz(波长为Imm?0.03mm)范围内的电磁波。太赫兹波具有光子能量低、时空相干性高、时域频谱信噪比高等优点，因此，其在天文、生物、计算机、通信等科学领域有着广泛的应用前景。但由于缺乏有效的太赫兹辐射源和检测手段，使得这一波段未能得到充分的研究和利用。电子能通过两块超导体之间薄绝缘层的量子隧道效应，称为约瑟夫森效应。根据交流约瑟夫森效应，ImV的直流电压可以产生频率高达484GHz的振荡，通过改变结两端的直流电压就可以连续调节结内超流振荡的频率，因此超导约瑟夫森结是一种理想的电压-频率转换器，可以用于制造太赫兹源。2007年美国、土耳其和日本的研究者合作，在高温超导体Bi2Sr2CaCu208+S(BSCC0)上经微加工工艺形成了平台状的600个结串联的约瑟夫森结阵，使串联结阵处于低电流偏置状态，并通过热辐射测量仪探测到了外延功率达到几个微瓦量级的THz信号(L.0zyuzer et al., Science 318，1291 (2007))。经过近几年的发展，BSC⑶太赫兹辐射源已经发展成为一种连续波可调谐的新型固态THz源，具有易用、连续波、可调谐、单色性好、功率高等优点(Wang et al.，Phys.Rev.Lett.105,057002(2010))。提高BSCCO太赫兹源的辐射功率一直是研究的热门，理论研究(L.N.Bulaevskii and A.E.Koshelev, Phys.Rev.Lett.99，057002(2007)表明，在一定范围内，样品的辐射功率与结阵中结的个数的平方成正比，因此增加样品厚度是提高辐射功率的有效方法之一。由于传统的双面结样品制备技术需要两次光刻、两次离子铣，因此很难制备出厚度达数微米的双面结样品，这对BSCCO太赫兹源的辐射功率的提高产生了很大的阻碍。
技术实现思路
专利技术目的:针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，具有工艺简单、成功率高、厚度可达数微米等特点。技术方案:为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下: 一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法:取高温超导BSCCO单晶预处理后，迅速放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为底电极;然后转移到氧化镁基底上，有金膜的一面通过polyimide胶与氧化镁基底的一面粘贴，并置于烘台上烘烤固定;然后再次放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为顶电极;再通过紫外曝光光刻技术，在顶电极上光刻出矩形图形;然后放入离子束刻蚀机中，氩离子铣直至刻蚀到底电极金膜;再通过手涂光刻胶的方法用光刻胶覆盖住部分底电极，烘干光刻胶，再次放入离子束刻蚀机中去除没有被光刻胶覆盖的底电极;去除表面的光刻胶，用银胶和金线引出上下电极，形成最终的高温超导约瑟夫森太赫兹辐射源。所述的预处理为用透明胶带解理出新鲜干净的单晶平面。所述的底电极的金膜厚10nm0所述的氧化镁基片厚度为0.5_，并经过双面抛光处理。所述的置于烘台上烘烤固定为置于90°C的烘台上烘烤I小时，使胶完全固化。 所述的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，固定好的高温超导BSCCO单晶需重新用透明胶带解理，直至解理出平整的、新鲜的的BSCCO单晶平面。所述的顶电极的金膜的厚度为I OOnm。所述的矩形图形面积为280*80μπι2。本专利技术以成熟的双面结制备工艺为基础，该制备工艺是成熟的BSCCO双面结制备技术，制备出的样品功率可达几十微瓦，频率可达ΙΤΗζ。使用上下两面蒸金的BSCCO单晶，通过一次光刻和离子束刻蚀可以得到理想厚度的高温超导BSCCO太赫兹辐射源样品。同时，该技术通过手动机械翻面替代原有双面结技术中的涂胶翻面，可以提高样品成功率、缩短样品制作周期。有益效果:与现有的技术相比，本专利技术的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，对BSCCO单晶分别热蒸发上下电极，再通过一次光刻以及离子束刻蚀，即可制作出厚度可达数微米的样品，该制备工艺简单、可操作，可缩短样品制备周期和提高样品制备成功率，有利于制作超厚度样品。通过该制备工艺制备出的样品具有发连续波、可调谐、单色性好、功率高等优点。【附图说明】图1是本专利技术制备的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的结构示意图。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1 选取一块高温超导BSCCO单晶I，用透明胶带解理出新鲜干净的单晶平面，迅速放入蒸金仪中热蒸发一层10nm厚的金膜作为底电极3，选取平整的BSCCO单晶并转移到干净的氧化镁基底2上，氧化镁基片厚度为0.5mm，并经过双面抛光处理，在低温下具有良好的导热系数，有利于低温从制冷机冷头传导到样品。通过手动操作使样品翻面，把有金膜的一面通过polyimide胶与氧化镁基底的一面粘贴在一起，并置于90 °C的烘台上烘烤I小时，使胶完全固化。把固定好的样品重新用透明胶带解理，直至解理出平整的、新鲜的BSCCO单晶平面，然后再一次把样品放入蒸金仪中热蒸发一层厚度为10nm金膜作为顶电极4。再通过紫外曝光光刻技术，在顶电极上光刻出一个280*80μπι2的矩形图形；然后把样品放入离子束刻蚀机中，氩离子铣样品直至刻蚀到底电极金膜;再通过手涂光刻胶的方法用光刻胶覆盖住一部分底电极，烘干光刻胶，再次放入离子束刻蚀机中去除没有被光刻胶覆盖的底电极。去除样品表面的光刻胶，用银胶和金线6引出上下电极，形成最终的高温超导约瑟夫森太赫兹辐射源，如图1所示。采用上述方法制备了厚度0.6-3.5μπι的样品，在实验测量中，测得厚度大于2μπι的样品有比较大的太赫兹辐射功率，可达几十微瓦，相较于传统的双面结样品，辐射功率最高可提高一个数量级。样品的频率可调范围可达500 GHz。【主权项】1.一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于:取高温超导BSCCO单晶预处理后，迅速放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为底电极;然后转移到氧化镁基底上，有金膜的一面通过polyimide胶与氧化镁基底的一面粘贴，并置于烘台上烘烤固定;然后再次放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为顶电极;再通过紫外曝光光刻技术，在顶电极上光刻出矩形图形;然后放入离子束刻蚀机中，氩离子铣直至刻蚀到底电极金膜;再通过手涂光刻胶的方法用光刻胶覆盖住部分底电极，烘干光刻胶，再次放入离子束刻蚀机中去除没有被光刻胶覆盖的底电极;去除表面的光刻胶，用银胶和金线引出上下电极，形成最终的高温超导约瑟夫森太赫兹辐射源。2.根据权利要求1所述的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于:所述的预处理为用透明胶带解理出新鲜干净的单晶平面。3.根据权利要求1所述的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于:所述的底电极的金膜厚I OOnm ο4.根据权利要求1所述的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于:所述的氧化镁基片厚度为0.5mm，并经过双面抛光处理。5.根据权利要求1所述的双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于:所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双面结高温超导BSCCO太赫兹源的制备方法，其特征在于：取高温超导BSCCO单晶预处理后，迅速放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为底电极；然后转移到氧化镁基底上，有金膜的一面通过polyimide胶与氧化镁基底的一面粘贴，并置于烘台上烘烤固定；然后再次放入蒸金仪中热蒸发一层金膜作为顶电极；再通过紫外曝光光刻技术，在顶电极上光刻出矩形图形；然后放入离子束刻蚀机中，氩离子铣直至刻蚀到底电极金膜；再通过手涂光刻胶的方法用光刻胶覆盖住部分底电极，烘干光刻胶，再次放入离子束刻蚀机中去除没有被光刻胶覆盖的底电极；去除表面的光刻胶，用银胶和金线引出上下电极，形成最终的高温超导约瑟夫森太赫兹辐射源。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王华兵，孙汉聪，杨志保，李军，吴培亨，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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