感光溶胶凝胶法制备YBCO微阵列课程设计说明稿.docVIP

  感光溶胶-凝胶法制备 YBCO 微阵列# 赵高扬1，贾纪强1，姜芬1，雷黎2，马俊姗1* （1. 西安理工大学材料科学与工程学院，西安 710048； 5 10 15 20 25 2. 西安理工大学现代分析测试中心，西安 710048） 摘要：以醋酸钇、醋酸钡、醋酸铜为起始原料，苯酰丙酮(BzAcH)为化学修饰剂，甲醇为溶 剂，能够配制稳定的无氟 YBCO 感光溶胶，其螯合物的特征吸收峰在 330nm 附近，采用特 定波长的紫外光照射，螯合物结构发生分解，使凝胶薄膜具有紫外感光性能，表现为在有机 溶剂中的溶解度下降。利用这种感光特性，使紫外光通过掩膜照射凝胶膜，然后在甲醇和正 丁醇的混合溶液中溶洗，获得了周期为 5μm 的 YBCO 阵列。 关键词：YBCO；感光性；溶胶-凝胶；微阵列 中图分类号：O648.16；O644.16O644.16 Fabrication of YBCO microarray by sol-gel process using photosensitive metal chelates ZHAO Gaoyang1, JIA Jiqiang1, JIANG Fen1, LEI Li2, MA Junshan1 (1. School of Material Science and Engineering, Xian University of Technology, Xian 710048; 2. Advanced Material Analysis and Test Center, Xian University of Technology, Xian 710048) Abstract: Using yttrum acetate, barium acetate, and copper acetate as the starting materials, benzalacetone (BzAcH) as chemical modifier, methanol (MeOH) as solvent can synthesize a stable fluorine-free YBCO precursor solution. The coated YBCO gel film using this precursor solution exhibits photosensitivity to UV irradiation at a wavelength of 330 nm. After the subsequent exposing, the YBCO gel ?lm shows a decreased solubility in several organic solvents. Based on the photosensitivity of the YBCO/BzAcH gel film, YBCO microarray is fabricated by irradiating the gel film with UV light through a mask, followed by leaching the unirradiated area in a mixture solvent of methanol and n-butyl alcohol with the volume ratio of 1:1. The YBCO superconducting microarray with the period of 5 μm is obtained by this new photosensitive sol-gel process. Keywords: YBCO; photosensitivity; sol-gel; microarray 30 0 引言 YBa2Cu3O7-x(YBCO)高温超导薄膜具备优异的电学性能，用其制备的高温超导电子器件 具有体积小、损耗低、噪声小、灵敏度高，易与其它微波固态电路集成等优点，因此受到了 特殊的关注[1]。与常规的半导体探测器相比，采用 YBCO 微阵列制作的红外探测器具有更高 35 40 的灵敏度和更宽的频带响应，被誉为是中远红外及毫米波段的最佳探测器件[2]。阵列探测器 的发展，给微细加工技术提出了新的要求，要求在小面积上集成更多的单元。因此，高温超 导薄膜微阵列的制备研究具有重要意义。目前，YBCO 的图形化工艺主要采用传统的化学湿 法刻蚀[3, 4]和离子束干法刻蚀[5, 6]。其中，湿法刻蚀不可避免的要与水接触，会严重影响 YBCO 薄膜的超导性能，且刻蚀过程中产生的横向钻蚀已不能满足高精度线条的要求。干法刻蚀有 效的提高了加工的精度，