[发明专利]一种宽带隙晶体材料表面微纳结构的制备方法

权利要求书

1.一种宽带隙晶体材料表面微纳结构的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：选取宽带隙晶体材料，以超声或擦拭方式对材料表面进行清洗；

步骤2：将清洗干净的样品固定在样品托上，样品托被固定在三维移动平台上，即通过控制移动平台使样品在垂直于入射激光方向上的二维平面内任意移动；

步骤3：利用加热台对样品进行加热，使样品温度在20～1500℃范围内可调；

步骤4：在三维移动平台的控制窗口设定样品加工区域面积以及扫描速度；

步骤5：将样品放置在加工腔内，并将入射激光功率调节至适当值，然后用超短脉冲激光辐照宽带隙晶体材料表面制备周期性的微纳结构；

步骤6：加工完成后，待样品温度降到室温，向加工腔内通入氮气或空气，当加工腔内气压达到一个标准大气压时抽真空，真空度在10⁰-10^-5Pa之间，再次通入氮气或空气、抽气，充气、抽气这一操作多循环几次，此时再往加工腔内充入气体，当腔内气压达到一个标准大气压时，打开腔盖、取出样品；

其中，步骤1中，宽带隙晶体材料为半导体材料或电介质材料，其晶向、大小、厚度不限，可依据实际情况选取，晶体材料要求表面平整，其表面平整度即材料表面最高点和最低点的差值小于等于10μm

步骤3中所述样品加热台，后端固定于三维移动平台，前端用于固定样品托，通过对三维移动平台的智能控制实现样品的移动；移动平台的速度需保证超短脉冲激光辐照宽带隙晶体材料样品时，样品表面单位面积上能够接受到1-5000个脉冲辐照，所谓单位面积在这里是指超短脉冲激光辐照样品表面时，单个脉冲投影到样品表面上的面积；加工过程在真空或气体中进行，真空度为10⁰-10^-5Pa，或者通入一定气压的气体，气体包括刻蚀性气体六氟化硫、氯气或非刻蚀性气体氮气、氦气、氩气和空气；

步骤5中所述超短脉冲激光辐照宽带隙晶体材料表面的方式和参数：超短脉冲激光通过聚焦透镜辐照样品表面，超短脉冲激光的波长为紫外至近红外，脉宽为5fs-5000fs，设定超短脉冲激光的通量为1kJ/m²-100kJ/m²，加工过程中，样品托上的样品在三维移动平台的驱动下，在垂直于入射激光的平面上做二维扫描；经过超短脉冲激光加工后，晶体材料表面会被激光刻蚀出周期性的表面微结构，单个微结构的尺寸为50nm-10μm。