一种二维超导纳米集成电路的无损制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二维超导纳米集成电路的无损制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：首先在基底上生长出超薄过渡金属薄膜；接着利用电子束曝光和反应离子刻蚀得到超导金属薄膜的纳米集成电路器件；随后利用拓扑化学转化法原位将金属薄膜纳米器件转变成二维超导薄膜的纳米集成器件；最后在器件上生长一层绝缘材料即可得到二维超导纳米集成电路。本发明专利技术有效避免了传统微纳加工流程对低维材料的损伤作用，实现对多种低维材料器件的无损制备。同时，利用本方案可以实现多种器件结构制备，进而进行调控器件的性能。进而进行调控器件的性能。进而进行调控器件的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种二维超导纳米集成电路的无损制备方法


[0001]本专利技术属于二维超导材料的微纳加工制备
，尤其涉及一种二维超导纳米集成电路的无损制备方法。

技术介绍

[0002]在无机半导体薄膜中，当薄膜厚度降至二维材料的极限时，薄膜往往会发生一系列新奇的特性变化。如石墨烯会随着厚度的变化导电性也会发生一系列的改变；低维钙钛矿材料具有更高的载流子迁移率和激子束缚能而广泛运用于探测器和LED等发光元件中；过渡金属硫属半导体化合物的带隙会随着层数的减少而增加；同样地，对于二维层状超导薄膜而言，当其厚度降低至单层或者几层时，其超导电学特性、光学特性较体材料有着更加优异和易于调控的优点。
[0003]目前，生长过渡金属硫属化合物主要有以下几种方法：机械剥离法，锂离子插层法，液相剥离法，化学气相沉积法。(1)机械剥离法。该方法主要是将所需要剥离的二维结构晶体材料放置在透明胶带上，然后进行反复黏贴以得到超薄的层状薄片。该方法最大的优点就是制备工艺简单，且能够得到纯度高的超薄薄片，但是在剥离过程中尺寸不易控制且重复性差，制备的产品产量极低。(2)锂离子插本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维超导纳米集成电路的无损制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：首先在基底上生长出超薄过渡金属薄膜；接着利用电子束曝光和反应离子刻蚀得到超导金属薄膜的纳米集成电路器件；随后利用拓扑化学转化法原位将金属薄膜纳米器件转变成二维超导薄膜的纳米集成器件；最后在器件上生长一层绝缘材料即可得到二维超导纳米集成电路。2.根据权利要求1所述的二维超导纳米集成电路的无损制备方法，其特征在于，所述金属薄膜材料为Nb、Ti、Ta、Mo或W金属薄层。3.根据权利要求1所述的二维超导纳米集成电路的无损制备方法，其特征在于，所述基底为Si、SiO2或Si3N4基底；或，绝缘材料为SiO2、Si3N4或Al2O3。4.根据权利要求1所述的二维超导纳米集成电路的无损制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：(1)基底处理：在生长金属薄膜之前，首先将基底在食人鱼溶液中浸泡处理，随后在氧气的氛围进行高温处理，从而在基底上形成具有台阶状的台阶，清洗后得到生长薄膜所需的基底；(2)金属薄膜生长：利用磁控溅射内高温生长超薄金属薄膜，得到具有薄层厚度的金属膜，随后放置在真空干燥箱内；(3)金属电极的制作：将所得到的金属薄膜经过光刻、长金、剥离，得到具有金属薄膜的电极图案；(4)电子束曝光：在金属薄膜电极上进行旋涂电子束胶，随后利用EBL进行纳米线区域的曝光，随后进行显影得到电子束胶所得到的纳米结构图案；(5)制备纳米电路：将上述的薄膜放置在RIE中进行刻蚀，将电子束胶构成的图案转移到金属薄膜上；(6)去胶：将得到的金属图案放置在有机溶剂中进行水域浸泡，以去除表面残余的电子束胶，从而得到干净的金属薄膜图案；(7)拓扑化学转化：将金属薄膜图案放置在CVD系统中，在反应性气体中退火，以得到高质量的二维超导材料器件图案；(8)封装层的生长：将上述的二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蜡宝，汪潇涵，王昊，马良，杨焯林，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：