紫外感光鑭鍶錳氧溶膠及其微細圖形化薄膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法，由La(NO3)3·6H2O、Sr(CH3COO)2·0.5H2O、Mn(CH3COO)2·4H2O、2,2′-聯吡啶按照摩爾比為0.67:0.33:1:(0.665～1.33)制成；制備微細化薄膜的方法為：將該溶膠經浸漬提拉法制備出感光性La0.67Sr0.33MnO3凝膠薄膜；然后依次經紫外掩模法或雙光束激光干涉法曝光、溶洗和熱處理得到微細圖形化的La0.67Sr0.33MnO3薄膜。本發(fā)明制備工藝簡單、制備成本低、環(huán)境污染??；所制備La0.67Sr0.33MnO3薄膜的微細圖形結構規(guī)整，線度可小至微米級；制備過程易于控制，適用于工業(yè)化生產。
【專利說明】紫外感光鑭鍶錳氧溶膠及其微細圖形化薄膜的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電子和磁性材料【技術領域】，本發(fā)明涉及一種紫外感光鑭鍶錳氧溶膠 的制備方法，本發(fā)明還涉及使用該溶膠制備微細圖形化薄膜的方法。

【背景技術】
[0002] 具有鈣鈦礦晶體結構的鑭鍶錳氧化物（LajrhMnC^，簡寫為LSM0)是一種稀土錳 氧化物，巨磁阻效應的發(fā)現使其成為材料科學研究的熱點。LSM0作為典型的磁電阻材料已 被廣泛應用于計算機硬盤中的磁頭、隨機存儲器、換能器和傳感器等多種磁電阻效應器件 中；在磁致冷領域，LSM0可作為室溫磁致冷材料，因而在醫(yī)療衛(wèi)生，航天和汽車等行業(yè)具有 廣闊的應用前景；此外，LSM0的居里溫度（T。= 370Κ)高于室溫，并且在費米面處只存在全 極化的3d態(tài)導帶，不存在s態(tài)，性質比較穩(wěn)定，在空氣中不能被氧化，因而還是一種理想的 鐵磁電極材料。
[0003] 微細加工技術是對功能陶瓷薄膜進行圖形化的主要方法，是支撐電子和光電子元 器件不斷進步的關鍵技術之一?，F有的微細加工技術，如化學濕法刻蝕技術、深紫外線曝光 技術、電子束曝光技術、離子束刻蝕技術、等離子體刻蝕技術、納米壓印法和軟印刷技術等， 在微電子技術發(fā)展中發(fā)揮了關鍵作用，奠定了微電子學的基礎。由于這些技術都必須先制 備功能陶瓷薄膜隨后才能進行相應的微細加工，故此類技術通常操作復雜、操作環(huán)境苛刻、 費用高，而且加工材料僅限于半導體材料和部分聚合物材料。LSM0陶瓷薄膜耐蝕性強，極難 腐蝕。所以，其高質量、大面積的微細圖形是很難用傳統(tǒng)的方法制備的。其次，上述技術如 果直接用于LSM0薄膜的微細加工，往往會導致其物理化學性能發(fā)生變化，進而限制了其在 微器件鄰域中的應用。
[0004] 采用化學修飾的溶膠-凝膠法和紫外掩模/激光干涉法相結合的功能陶瓷薄膜及 微細圖形制備技術（簡稱"感光溶膠-凝膠法"）是近年來發(fā)展起來的一種制備微細圖形化 功能陶瓷薄膜的新方法。其特點是無需光刻膠、腐蝕液以及其它高精設備，并可實現陶瓷薄 膜制備和微細圖形化加工的同步進行。感光溶膠-凝膠法已被應用于氧化硅、氧化鈦、氧化 鋯、鋯鈦酸鉛和釔鋇銅氧等微細圖形化功能薄膜的制備，并成為制備高密度、集成化功能性 陶瓷薄膜最具前途的工藝之一。但是，由于常規(guī)的"感光溶膠-凝膠法"所使用的乙酰丙酮 /苯酰丙酮等化學修飾劑在LSM0溶膠中的相容性很差，致使目前尚沒有采用感光溶膠-凝 膠法制備微細圖形化LSM0薄膜的相關文獻和專利報道。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的是提供使用該紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備微細圖形化薄膜 的方法，制備的薄膜表面微細圖形結構規(guī)整、工藝簡單、易于控制。
[0007] 本發(fā)明所采用的第一種技術方案是：紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法，是由 La (Ν03) 3 · 6H20、Sr (CH3C00) 2 · 0· 5H20、Mn (CH3C00) 2 · 4Η20、2, 2，-聯吡啶按照摩爾比為 0. 67:0. 33:1: (0. 665?1. 33)制成的LaQ.67SrQ.33Mn0 3感光溶膠，具體包括以下步驟：
[0008] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后 加入2, 2'-聯吡啶，繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液A ;
[0009] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2, 2'-聯吡啶，繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液B ;
[0010] 將La (Ν03) 3 · 6H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形 成溶液C ;
[0011] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到化學組成為LaQ.67Sra33Mn03的感光溶膠，加入適 量甲醇定容至金屬離子總濃度為〇. 1?〇. 5mol/L。
[0012] 本發(fā)明的特點還在于，
[0013] 步驟1中Sr(CH3C00)2 · 0. 5H20:2, 2'-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0. 5? 1. 0) :20 ;Mn(CH3C00)2 · 4H20:2, 2'-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0· 5 ?1· 0) : 20 ; La(N03)3 · 6Η20:無水甲醇的摩爾比為1:20。
[0014] 本發(fā)明所采用的第二種技術方案是：使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備微細圖形 化薄膜的方法，以La a67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在基板上制備紫外感 光La a67Sra33Mn03凝膠薄膜，隨后經干燥、曝光、溶洗和熱處理，得到具有微細圖形化結構的 Laa67SrQ.33Mn03 薄膜。
[0015] 本發(fā)明的特點還在于，
[0016] 包括以下步驟：
[0017] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在基板上 制備紫外感光lA^Src^MnC^凝膠薄膜，然后進行干燥，得到干燥的Lac^Si^^MnC^凝膠薄 膜；
[0018] 步驟2 :采用紫外掩模法或雙光束激光干涉法對步驟1得到的干燥的 La^Si^MnOs凝膠薄膜進行曝光，得到曝光后的La^Si^MnOs凝膠薄膜；
[0019] 步驟3 :將步驟2得到的曝光后的LaQ.67SrQ.33Mn0 3凝膠薄膜在混合溶劑中溶洗，然 后進行熱處理，得到具有微細圖形化的Laa67Sra33Mn0 3薄膜。
[0020] 步驟1中基板為玻璃、硅或鋁酸鑭單晶。
[0021] 步驟1中浸漬提拉法的提拉速度為0. 05?0. 25cm/s ;干燥的溫度為80?100°C、 時間為5?lOmin。
[0022] 步驟2中紫外掩模法采用主波長為365nm的紫外燈為曝光光源，雙光束激光干涉 法以輸出波長為350. 7nm的氪離子激光器為光源。
[0023] 步驟2中曝光的時間為20?40min。
[0024] 步驟3中混合溶劑由體積比為1:5?20的乙醇和異丙醇組成，溶洗時間為4? 10s〇
[0025] 步驟3中熱處理的溫度為750?800°C、時間為30?40min。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用紫外掩模法或雙光束激光干涉法直接在 LaQ.67SrQ.33Mn03薄膜上制備微細圖形，實現了 LaQ.67SrQ.33Mn03薄膜制備和微細圖形化加工的 同步進行，其制備過程無需貴重設備，無需腐蝕性介質，工藝流程簡單，具有易于制作大面 積微細圖形的優(yōu)點，制備成本低、環(huán)境污染小，所制備微細圖形的結構規(guī)整，線度可小至微 米級，制備過程易于控制，適用于工業(yè)化生產。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實施例1制備的Laa67Sr(l. 33Mn03凝膠薄膜的紫外吸收光譜以及隨紫 外光照射時間的變化圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明實施例1制備的具有微細化圖形的Laa 67Sra 33Μη03薄膜的X-射線衍 射圖譜；
[0029] 圖3是本發(fā)明實施例1制備的具有圓柱狀凸起微細圖形的LaQ.67Sr Q.33Mn03薄膜的 激光共聚焦顯微照片；
[0030] 圖4是本發(fā)明實施例4利用雙光束激光干涉法在硅基板上制備的LaQ.67Sr Q.33Mn03 微細溝槽的光學顯微照片。

【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032] 本發(fā)明紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法，是由La(N03)3 · 6H20、 Sr(CH3C00)2 · 0· 5H20、Mn(CH3C00)2 · 4H20、2, 2 '-聯批啶按照摩爾比為 0. 67:0. 33:1: (0. 665?1. 33)制成的LaQ.67SrQ.33Mn0 3感光溶膠，具體包括以下步驟：
[0033] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后 加入2義-聯吡啶，Sr(CH3C00) 2*0. 5H20:2,2^ -聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0. 5? 1. 0) : 20,繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液A ;
[0034] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2. 2 '-聯吡啶，Mn(CH3C00)2 · 4H20:2, 2，-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0· 5? 1. 0) : 20,繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液B ;
[0035] 將La(N03)3 · 6H20加入無水甲醇中，La(N03)3 · 6H20:無水甲醇的摩爾比為1:20， 室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶液C ;
[0036] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到化學組成為LaQ.67Sra33Mn03的感光溶膠，加入適 量甲醇定容至金屬離子總濃度為〇. 1?〇. 5mol/L。
[0037] 使用上述紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法，包括以下步 驟：
[0038] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在玻璃、硅 或鋁酸鑭單晶基板上制備紫外感光凝膠薄膜，提拉速度為0. 05?0. 25cm/ s，然后在80?100°C的溫度下干燥5?lOmin，得到干燥的LaQ.67SrQ. 33Mn03凝膠薄膜；
[0039] 步驟2 :將具有圖形的掩模板放置于步驟1得到的干燥的1^(|.6拉(|. 3蜘03凝膠薄膜 上，以主波長為365nm的紫外燈為曝光光源采用紫外掩模法對Laa67Sr a33Mn03凝膠薄膜進 行曝光、或者以輸出波長為350. 7nm的氪離子激光器為光源使用雙光束激光干涉法直接對 La0.67SrQ. 33Μη03凝膠薄膜進行曝光，曝光時間為20?40min，得到曝光后的La。. 67SrQ. 33Μη03凝 膠薄膜；
[0040] 步驟3 :將步驟2得到的曝光后的LaQ.67SrQ.33Mn〇df膠薄膜在由體積比為1:5?20 的乙醇和異丙醇組成的混合溶劑中溶洗4?10s，然后進行熱處理，熱處理的溫度為750? 800°C、時間為30?40min，使薄膜中的有機物充分揮發(fā)和分解，得到具有微細圖形化的 Laa67SrQ.33Mn03 薄膜。
[0041] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0042] 1)本發(fā)明制備的Laa67Sra33Mn03薄膜具有均勻性好、粗糙度小、無微裂紋和性能穩(wěn) 定等特點；
[0043] 2) LaQ.67SrQ.33Mn03薄膜的厚度可以通過調整溶膠濃度、提拉速度來控制；
[0044] 3)采用紫外掩模法或雙光束激光干涉法直接在Laa 67Sra 33Μη03薄膜上制備微細圖 形，實現了 薄膜制備和微細圖形化加工的同步進行，其制備工藝具有無需貴 重設備，無需腐蝕性介質，工藝流程簡單，易于制作大面積微細圖形的優(yōu)點。
[0045] 實施例1
[0046] 制備紫外感光鑭鍶錳氧溶膠：
[0047] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后 加入2, 2'-聯吡啶，Sr(CH3C00)2 ·0. 5H20:2, 2'-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1:0. 5:20， 繼續(xù)攪拌30min，形成溶液A ;
[0048] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2,2^-聯吡陡，111(013(1)0) 2*4!120:2,2/-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1 :0.5:20，繼續(xù) 攪拌30min，形成溶液B ;
[0049] 將La(N03)3 · 6H20加入無水甲醇中，La(N03)3 · 6H20:無水甲醇的摩爾比為1:20， 室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶液C ;
[0050] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到總金屬離子與感光劑2, 2'-聯吡啶摩爾比為 2:0. 665的紫外感光Lac^Src^MnC^溶膠，加入適量甲醇定容至金屬離子總濃度為0. lmol/ L〇
[0051] 使用上述紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜：
[0052] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在玻璃基 板上制備紫外感光La a67Sra 33Μη03凝膠薄膜，提拉速度為0. 05cm/s，然后在80°C的溫度下干 燥lOmin，得到干燥的LaQ.67Sr Q.33Mn03凝膠薄膜；
[0053] 步驟2 :將具有圓形點陣圖形的掩模板放置于步驟1得到的干燥的LaQ.67SrQ. 33Mn03 凝膠薄膜上，以主波長為365nm的紫外燈為曝光光源對Laa67Sra33Mn03凝膠薄膜進行曝光， 曝光時間為40min，得到曝光后的凝膠薄膜；
[0054] 步驟3 :將步驟3得到的曝光后的LaQ.67SrQ.33Mn0 3凝膠薄膜在由體積比為1:20的 乙醇和異丙醇組成的混合溶劑中溶洗l〇s，取出后用高壓氮氣流吹去殘液，然后進行熱處 理，熱處理的溫度為750°C、時間為40min，使薄膜中的有機物充分揮發(fā)和分解，得到具有圓 柱狀凸起微細圖形的La a67Sra33Mn03薄膜。
[0055] 該Laa67Sra33Mn03溶膠的感光性可用紫外吸收光譜予以表征，測試不同紫外光照 射時間下凝膠薄膜的紫外吸收光譜，可揭示該Lad^Si^^MnC^凝膠薄膜的 感光特性。如圖1所示，未經紫外光照射的LaamSi^^MnC^凝膠薄膜的最大吸收峰出現在 298nm，經20min以上的紫外光照射后，最大吸收峰紅移至300nm，且峰強度隨紫外光照射時 間逐漸減弱。
[0056] 如圖2所示,Χ-射線衍射圖譜分析表明所制備Ι^α675Γα33Μη0 3薄膜無雜相、結晶性 好；圖3為本實例所制備的微細圖形的Laa67Sra33Mn0 3薄膜的激光共聚焦顯微照片，其中圓 柱狀凸起的高度約為13nm。
[0057] 實施例2
[0058] 制備紫外感光鑭鍶錳氧溶膠：
[0059] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解， 然后加入2,2^-聯吡啶，31'(0130)0) 2*0.5!120:2,2/-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比= 1:0. 75:20,繼續(xù)攪拌20min，形成溶液A ;
[0060] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2,2^-聯吡啶，]?11(0130)0)2*4!1 20:2,2/-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1:0.75 :20，繼續(xù) 攪拌20min，形成溶液B ;
[0061] 將La(N03)3 · 6H20加入無水甲醇中，La(N03)3 · 6H20:無水甲醇的摩爾比為1:20， 室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶液C ;
[0062] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到總金屬離子與感光劑2, 2'-聯吡啶摩爾比為 1:0. 5的紫外感光LaQ.67SrQ.33Mn0 3溶膠，加入適量甲醇定容至金屬離子總濃度為0. 25mol/L。
[0063] 使用上述紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜：
[0064] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在鋁酸鑭 單晶基板上制備紫外感光lA^Src^MnC^凝膠薄膜，提拉速度為0. 15cm/s，然后在90°C的溫 度下干燥7. 5min，得到干燥的Lad^Si^^MnC^凝膠薄膜；
[0065] 步驟2 :將具有圓形點陣圖形的掩模板放置于步驟1得到的干燥的LaQ.67SrQ. 33Mn03 凝膠薄膜上，以主波長為365nm的紫外燈為曝光光源對Laa67Sra33Mn03凝膠薄膜進行曝光， 曝光時間為30min，得到曝光后的凝膠薄膜；
[0066] 步驟3 :將步驟3得到的曝光后的La^Sr^MrA凝膠薄膜在由體積比為1:10的 乙醇和異丙醇組成的混合溶劑中溶洗7s，取出后用高壓氮氣流吹去殘液，然后進行熱處理， 熱處理的溫度為775°C、時間為35min，使薄膜中的有機物充分揮發(fā)和分解，得到具有圓柱 狀凸起微細圖形的La a67Sra33Mn03薄膜，圓柱狀凸起的高度約為20nm。
[0067] 實施例3
[0068] 制備紫外感光鑭鍶錳氧溶膠：
[0069] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后 加入2義-聯吡啶，Sr(CH3C00) 2*0. 5H20:2,2< -聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1:1:20， 繼續(xù)攪拌25min，形成溶液A ;
[0070] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2,2^-聯吡陡，厘11(013(1)0) 2*4!120:2,2/-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1 :1:20，繼續(xù)攪 拌25min，形成溶液B ;
[0071] 將La(N03)3 · 6H20加入無水甲醇中，La(N03)3 · 6H20:無水甲醇的摩爾比為1:20， 室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶液C ;
[0072] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到總金屬離子與感光劑2, 2'-聯吡啶摩爾比為 1:0. 665的紫外感光Lac^Src^MnC^溶膠，加入適量甲醇定容至金屬離子總濃度為0. 5mol/ L〇
[0073] 使用上述紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜：
[0074] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在硅基板 上制備紫外感光La a67Sra33Mn03凝膠薄膜，提拉速度為0. 25cm/s，然后在100°C的溫度下干 燥5min，得到干燥的LaQ.67Sr Q.33Mn03凝膠薄膜；
[0075] 步驟2 :將具有圓形點陣圖形的掩模板放置于步驟1得到的干燥的Laa67Sr(l.33Mn0 3 凝膠薄膜上，以主波長為365nm的紫外燈為曝光光源對Laa67Sra33Mn03凝膠薄膜進行曝光， 曝光時間為20min，得到曝光后的凝膠薄膜；
[0076] 步驟3 :將步驟3得到的曝光后的LaQ.67SrQ.33Mn0 3凝膠薄膜在由體積比為1:5的乙 醇和異丙醇組成的混合溶劑中溶洗4s，取出后用高壓氮氣流吹去殘液，然后進行熱處理，熱 處理的溫度為800°C、時間為30min，使薄膜中的有機物充分揮發(fā)和分解，得到具有圓柱狀 凸起微細圖形的La a67Sra33Mn03薄膜，圓柱狀凸起的高度約為36nm。
[0077] 實施例4
[0078] 制備紫外感光鑭鍶錳氧溶膠：
[0079] 步驟1 :將Sr (CH3C00) 2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后 加入2義-聯吡啶，Sr(CH3C00) 2*0. 5H20:2,2< -聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1:1:20， 繼續(xù)攪拌30min，形成溶液A ;
[0080] 將Mn(CH3C00)2 · 4H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2,2^-聯吡陡，厘11(013(1)0) 2*4!120:2,2/-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1 :1:20，繼續(xù)攪 拌30min，形成溶液B ;
[0081] 將La(N03)3 · 6H20加入無水甲醇中，La(N03)3 · 6H20:無水甲醇的摩爾比為1:20， 室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶液C ;
[0082] 步驟2 :將步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn 4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到總金屬離子與感光劑2, 2'-聯吡啶摩爾比為 1:0. 665的紫外感光Lac^Src^MnC^溶膠，加入適量甲醇定容至金屬離子總濃度為0. 5mol/ L〇
[0083] 使用上述紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜：
[0084] 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在硅基板 上制備紫外感光La a67Sra33Mn03凝膠薄膜，提拉速度為0. 25cm/s，然后在100°C的溫度下干 燥5min，得到干燥的LaQ.67Sr Q.33Mn03凝膠薄膜；
[0085] 步驟2 :以輸出波長為350. 7nm的氪離子激光器為光源使用雙光束激光干涉法直 接對步驟2得到的干燥的La^Sr^MnC^凝膠薄膜進行曝光，曝光時間為40min，得到曝光 后的La Q.67SrQ.33Mn03凝膠薄膜；
[0086] 步驟3 :將步驟3得到的曝光后的LaQ.67SrQ.33Mn0 3凝膠薄膜在由體積比為1:5的乙 醇和異丙醇組成的混合溶劑中溶洗4s，取出后用高壓氮氣流吹去殘液，然后進行熱處理，熱 處理的溫度為800°C、時間為30min，使薄膜中的有機物充分揮發(fā)和分解，得到如圖4所示的 具有溝槽狀微細圖形的Laa67Sra33Mn03薄膜。
【權利要求】
1. 紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法，其特征在于，是由La(N03)3 · 6H20、 Sr(CH3COO)2 · 0· 5H20、Mn(CH3COO)2 · 4H20、2, 2 '-聯批啶按照摩爾比為 0. 67:0. 33:1: (0. 665?1. 33)制成的LaQ.67SrQ.33Mn0 3感光溶膠，具體包括以下步驟： 步驟1 :將Sr(CH3COO)2 · 0. 5H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入 2, 2'-聯吡啶，繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液A ; 將Μη (CH3COO) 2 ·4Η20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，然后加入2, 2'-聯 吡啶，繼續(xù)攪拌20?30min，形成溶液Β ; 將La (Ν03) 3 · 6H20加入無水甲醇中，室溫下攪拌使其完全溶解，經室溫下攪拌后形成溶 液C ; 步驟2 :將所述步驟1得到的溶液A、溶液B、和溶液C按鑭、鍶、錳三種金屬離子摩爾比 為La3+:Sr2+:Mn4+ = 0. 67:0. 33:1混合，得到化學組成為LaQ.67Sra33Mn03的感光溶膠，加入適 量甲醇定容至金屬離子總濃度為〇. 1?〇. 5mol/L。
2. 如權利要求1所述的紫外感光鑭鍶錳氧溶膠的制備方法，其特征在于，所述 步驟1中Sr(CH3COO) 2 · 0. 5H20:2, 2 '-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0. 5? 1. 0) :20 ;Mn(CH3COO)2 · 4H20:2, 2'-聯吡啶：無水甲醇的摩爾比=1: (0· 5 ?1· 0) : 20 ; La(N03)3 · 6Η20:無水甲醇的摩爾比為1:20。
3. 使用如權利要求1所述的紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，以Laa67S ra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在基板上制備紫外感 光Laa67S ra33Mn03凝膠薄膜，隨后經干燥、曝光、溶洗和熱處理，得到具有微細圖形化結構的 Laa67SrQ.33Mn03 薄膜。
4. 如權利要求3所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :以紫外感光Laa67Sra33Mn03溶膠為制膜前驅物，通過浸漬提拉法在基板上制備 紫外感光Laa67Sra33Mn03凝膠薄膜，然后進行干燥，得到干燥的La a67Sra33Mn03凝膠薄膜； 步驟2:采用紫外掩模法或雙光束激光干涉法對所述步驟1得到的干燥的 La^Si^MnOs凝膠薄膜進行曝光，得到曝光后的La^Si^MnOs凝膠薄膜； 步驟3 :將所述步驟2得到的曝光后的Laa67Sra33Mn03凝膠薄膜在混合溶劑中溶洗，然 后進行熱處理，得到具有微細圖形化的Laa67Sra33Mn03薄膜。
5. 如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，所述步驟1中基板為玻璃、硅或鋁酸鑭單晶。
6. 如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，所述步驟1中浸漬提拉法的提拉速度為0. 05?0. 25cm/s ;所述干燥的溫度為 80?100°C、時間為5?lOmin。
7. 如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，所述步驟2中紫外掩模法采用主波長為365nm的紫外燈為曝光光源，雙光束激 光干涉法以輸出波長為350. 7nm的氪離子激光器為光源。
8. 如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，所述步驟2中曝光的時間為20?40min。
9. 如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方法， 其特征在于，所述步驟3中混合溶劑由體積比為1:5?20的乙醇和異丙醇組成，溶洗時間 為4?10s。
10.如權利要求4所述的使用紫外感光鑭鍶錳氧溶膠制備具有微細圖形化薄膜的方 法，其特征在于，所述步驟3中熱處理的溫度為750?800°C、時間為30?40min。
【文檔編號】C23C20/08GK104120416SQ201410356077
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】段宗范, 魏娟寧, 趙高揚 申請人:西安理工大學