可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，该方法为：将铝片经清洗、退火和抛光后，用两步氧化法阳极氧化，用饱和CuCl2溶液去除未被氧化的铝基，放入30℃的5％的磷酸溶液中扩孔处理，得到UTAM，转移到单晶MgO(100)衬底上，采用脉冲激光沉积法，将FePt材料用KrF准分子激光烧灼后，向UTAM上喷射，在UTAM的空洞处沉积形成金字塔型纳米点，然后机械除去UTAM，退火，得到金字塔型L10‑

【技术实现步骤摘要】
可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于太赫兹波吸收器
，具体涉及一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]太赫兹波通常指频率介于0.1THz到10THz的电磁波，处于微波到红外波的过渡阶段。太赫兹波具有一些两者不具备的特殊性质，如能量低、穿透性强、宽频谱等，在生物学、通信、成像、材料诊断等领域都有广泛应用。在太赫兹频段，自然材料的响应相对缺乏，大多数磁性材料在太赫兹频率以上磁性就消失了。这个区域被称为太赫兹间隙。为此，人们设计了各种周期结构的超材料来实现太赫兹响应。例如Yen等人在2004年采用Cu设计了开口谐振环(SRR)，并将多个谐振环组成周期性阵列，实现了1THz波段附近的响应[Science303,1494(2004)；DOI:10.1126/science.1094025]。但是人工超材料存在制备困难，加工成本高等问题，不利于实际生产。需要寻找其他简易材料能达到太赫兹频段的磁响应。理论上，对于具有高磁晶各向异性的永磁材料来说，也能达到太赫兹频段的磁响应，而且永磁材料的磁性能更易受到人为调控。大多数传统的磁性材料在太赫兹频率以上会失去磁性。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法及其应用，该可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器可以通过调控金字塔型的L10‑
FePt的大小和金字塔型的L10‑
FePt阵列的间距来实现对谐振频率的调控，在开发太赫兹器件中有着重大应用价值。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，该方法为：
[0005]S1、将铝片经清洗、退火和抛光处理后，将抛光处理后的铝片采用两步氧化法进行阳极氧化，然后用饱和CuCl2溶液去除未被氧化的铝基，最后放入在温度为30℃的质量分数为5％的磷酸溶液中扩孔处理，得到呈阵列排布的多孔洞的超薄氧化铝掩膜，命名为UTAM；
[0006]S2、将S1中得到的UTAM转移到单晶MgO(100)衬底上，采用脉冲激光沉积法，将FePt材料用248nm的KrF准分子激光烧灼后，向所述UTAM上喷射，在所述UTAM的空洞处沉积形成金字塔型纳米点，得到沉积有FePt材料的UTAM；
[0007]所述KrF准分子激光的功率密度为2J/cm2，激光照射频率为2Hz，所述脉冲激光沉积法中工作真空度为5
×
10
‑5Pa，靶基距为5cm，MgO衬底温度保持在600℃；
[0008]S3、将S2中得到的沉积有FePt纳米材料的UTAM机械除去UTAM，在温度为650℃的条件下退火4小时，得到金字塔型L10‑
FePt阵列，即为可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器。
[0009]优选地，S1中所述铝片的纯度为99.999％。
[0010]优选地，S1中所述铝片为直径为30mm、厚度为0.22mm圆形铝片。
[0011]优选地，S1中清洗的方法为：将所述铝片依次在丙酮、无水乙醇、去离子水各超声
清洗10min。
[0012]优选地，S1中退火的方法为：将清洗后的铝片在真空中加热到400℃的条件下退火3小时。
[0013]优选地，S1中抛光的方法为：15℃下电化学抛光处理5min，抛光液为体积比为1：4的HClO4和CH3CH2OH的混合液，铝片为阳极，石墨为阴极，外加10V电压。
[0014]优选地，S1中两步氧化法进行阳极氧化的方法为：抛光处理后的铝片在温度为17℃、浓度为0.3mol/L的草酸溶液中，在电压为40V下氧化4小时，完成第一次氧化；然后将第一次氧化后的铝片浸入温度为60℃的磷酸和铬酸的混合溶液中浸泡9小时后，取出，放入至在温度为17℃、浓度为0.3mol/L的草酸溶液中，在电压为40V下氧化4小时，完成第二次氧化；所述磷酸和铬酸的混合溶液中磷酸的质量分数为6％，铬酸的质量分数为1.8％。
[0015]优选地，S1中扩孔处理的时间为120min。
[0016]优选地，S1中所述呈阵列排布的多孔洞的超薄氧化铝掩膜的平均孔径为50nm。
[0017]本专利技术还提供了上述的制备方法所制备的可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的应用，所述可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器用于太赫兹电磁波吸波器件。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0019]1、本专利技术使用高磁晶各向异性的L10‑
FePt作为材料，设计金字塔型的L10‑
FePt，三维金字塔型立体结构对材料的磁性能有着较大的影响，而且在垂直记录和太赫兹波领域有着潜在的应用，本专利技术可以通过调控金字塔型的L10‑
FePt的几何尺寸和金字塔型的L10‑
FePt阵列的间距来实现对谐振频率的调控，在开发太赫兹器件中有着重大应用价值。
[0020]2、本专利技术使用的L10‑
FePt材料，磁晶各向异性能高达6.6
×
106J/m3,是获得太赫兹频率磁响应的关键因素，此外，金字塔点阵间距的变化能够有效调控FePt金字塔纳米结构之间的磁偶极相互作用，从而控制太赫兹磁响应频率。
[0021]3、本专利技术实现了太赫兹频率的磁响应，与现有技术相比～GHz，磁响应频率更高～THz,磁响应频率超过现有技术3个数量级，该技术专利技术在太赫兹波领域具有良好应用前景。
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例1的单个金字塔型L10‑
FePt的示意图(a)和金字塔型L10‑
FePt阵列不同棱长下的动态磁化率谱(b)。
[0024]图2是本专利技术实施例1的金字塔型L10‑
FePt阵列示意图(a)和在不同间距下的动态磁化率谱(b)。
具体实施方式
[0025]实施例1
[0026]本实施例的可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，该方法为：
[0027]S1、将纯度为99.999％的铝片经清洗、退火和抛光处理后，将抛光处理后的铝片采用两步氧化法进行阳极氧化，然后用饱和CuCl2溶液去除未被氧化的铝基，最后放入在温度为30℃的质量分数为5％的磷酸溶液中扩孔处理120min，得到呈阵列排布的多孔洞的超薄氧化铝掩膜，命名为UTAM；所述呈阵列排布的多孔洞的超薄氧化铝掩膜的平均孔径为50nm，
两孔的平均间距为105nm；
[0028]所述铝片为直径为30mm、厚度为0.22mm圆形铝片；
[0029]清洗的方法为：将所述铝片依次在丙酮、无水乙醇、去离子水各超声清洗10min；
[0030]退火的方法为：将清洗后的铝片在真空400℃的条件下退火3小时；
[0031]抛光的方法为：15℃下电化学抛光处理5min，其中抛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，其特征在于，该方法为：S1、将铝片经清洗、退火和抛光处理后，将抛光处理后的铝片采用两步氧化法进行阳极氧化，然后用饱和CuCl2溶液去除未被氧化的铝基，最后放入在温度为30℃的质量分数为5％的磷酸溶液中扩孔处理，得到呈阵列排布的多孔洞的超薄氧化铝掩膜，命名为UTAM；S2、将S1中得到的UTAM转移到单晶MgO(100)衬底上，采用脉冲激光沉积法，将FePt材料用248nm的KrF准分子激光烧灼后，向所述UTAM上喷射，在所述UTAM的空洞处沉积形成金字塔型纳米点，得到沉积有FePt材料的UTAM；所述KrF准分子激光的功率密度为2J/cm2，激光照射频率为2Hz，所述脉冲激光沉积法中工作真空度为5
×
10
‑5Pa，靶基距为5cm，MgO衬底温度保持在600℃；S3、将S2中得到的沉积有FePt纳米材料的UTAM机械除去UTAM，在温度为650℃的条件下退火4小时，得到金字塔型L10‑
FePt阵列，即为可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器。2.根据权利要求1所述的一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，其特征在于，S1中所述铝片的纯度为99.999％。3.根据权利要求1所述的一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，其特征在于，S1中所述铝片为直径为30mm、厚度为0.22mm圆形铝片。4.根据权利要求1所述的一种可调控磁响应频率的太赫兹波吸收器的制备方法，其特征在于，S1中清洗的方法为：将所述铝片依次在丙酮、无水乙醇、去离子水各超声清洗10min...

【专利技术属性】
技术研发人员：代国红，赵志坤，鄢伟超，沈云，邓晓华，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：