一种基于激光直写的金属氧化物微纳结构、其制备和应用制造技术

本发明专利技术属于激光应用技术领域，更具体地，涉及一种基于飞秒激光直写的金属氧化物微纳结构、其制备和应用。本发明专利技术首先将金属氧化物前驱体与溶剂混合制备得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶，接着将该溶胶凝胶涂覆于衬底表面得到凝胶薄膜，进行飞秒激光直写，利用飞秒激光高峰值功率产生的能量使金属氧化物前驱体发生反应生成金属氧化物微纳结构。本发明专利技术通过飞秒激光直写技术直接实现金属氧化物微纳结构的制备，由于飞秒激光峰值功率高，可直接烧结出金属氧化物，不需要其他处理，方便快捷。适用于任意亲疏水基底，可实现高精度、跨尺度、高定向的任意金属氧化物微纳结构的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光直写的金属氧化物微纳结构、其制备和应用
本专利技术属于激光应用
，更具体地，涉及一种基于飞秒激光直写的金属氧化物微纳结构、其制备和应用。
技术介绍
金属氧化物是当今社会应用最为广泛的材料之一，在超导、气敏、催化等方面具有众多优异的特性，已成为光电子领域非常具有发展前景的理想材料。基于纳米材料的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特异性能，纳米金属氧化物在众多领域的应用优于常规氧化物，因而纳米金属氧化物的制备及其性质研究成为科研工作者研究的热点。常见的金属氧化物有SnO2，ZnO，NiO，ZrO2和TiO2等。以SnO2为典型代表，SnO2因其气敏响应高、性质稳定、环境友好以及成本低廉等优点，被广泛应用于气敏传感元件的制造。目前，实现金属氧化物的图案化的方法主要有传统光刻蚀、微喷印、紫外光曝光、激光直写等方法。传统光刻蚀技术需设计昂贵掩膜版，并进行一系列光刻工艺，过程繁琐。微喷印技术包括静电纺丝和电流体喷印等，可快速地实现大面积金属氧化物的制备，然而该技术局限于2D及2.5D的图案化，缺乏灵活性。紫外光曝光方法是通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于飞秒激光直写制备金属氧化物微纳结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将金属氧化物的前驱体与溶剂混合，制备得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶；该溶胶凝胶中金属离子与溶剂配位，形成金属离子的凝胶网络结构；/n(2)将所述金属氧化物前驱体溶胶凝胶涂覆在衬底上，得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶薄膜；/n(3)采用飞秒激光对所述前驱体溶胶凝胶薄膜进行直写，利用飞秒激光光焦点处产生的热量使金属氧化物前驱体发生反应生成金属氧化物，同时在衬底表面形成金属氧化物微纳结构。/n

【技术特征摘要】
20200807 CN 20201078824081.一种基于飞秒激光直写制备金属氧化物微纳结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将金属氧化物的前驱体与溶剂混合，制备得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶；该溶胶凝胶中金属离子与溶剂配位，形成金属离子的凝胶网络结构；
(2)将所述金属氧化物前驱体溶胶凝胶涂覆在衬底上，得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶薄膜；
(3)采用飞秒激光对所述前驱体溶胶凝胶薄膜进行直写，利用飞秒激光光焦点处产生的热量使金属氧化物前驱体发生反应生成金属氧化物，同时在衬底表面形成金属氧化物微纳结构。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物为二氧化锡、氧化锌、二氧化钛或氧化铝；所述金属氧化物的前驱体为金属氧化物对应的氯盐、醋酸盐或醇盐；所述溶剂为去离子水、无水乙醇、乙醚、异丙醇和乙二醇甲醚中的一种或多种。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：将金属氧化物的前驱体与溶剂混合，加热搅拌促进金属氧化物前驱体与溶剂反应形成溶胶，降至室温后经陈化得到金属氧化物前驱体溶胶凝胶；所述陈化时间不少于5小时。


4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗为，熊伟，毛天立，龙婧，王莹琛，刘欢，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42