[发明专利]纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法

权利要求书

1.一种纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，包括(1)超薄超导薄膜准备、(2)电极制作、(3)广义微桥的形成以及(4)纳米尺寸桥区制作的步骤，其中，

(1)超薄超导薄膜的准备：选取临界温度为10K以上超导性能的薄膜材料，薄膜的厚度为5～10nm；

(2)电极制作：首先利用普通光刻方法在步骤(1)准备好的超导薄膜上制作电极图形；然后在超导薄膜上生长一层金属薄膜的电极层；最后利用剥离的方式从而形成超导薄膜上的天线和共面波导的金属电极图形；其中，电极图形的中心区域为间隔一定距离的两个金属条，微桥区域将在两个金属条之间形成；金属电极层的生长通常采用电子束蒸发或者热蒸发的方式；

(3)广义微桥形成：利用普通光刻手段在步骤(2)制作的电极图形中心区域形成矩形图形，保护超导薄膜，然后利用反应离子刻蚀除去未被矩形区域以及金属电极保护的超导薄膜；所述的矩形区域跨过金属电极两端，反应离子刻蚀通常采用SF₆+O₂混合气体；

其特征在于在步骤(4)纳米尺寸桥区制作过程中，采用原子力显微镜纳米刻蚀技术制作同一行内并行的两个纳米线条，两个纳米线条的间距决定了纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的最小宽度，纳米尺寸微桥的长度由纳米线的宽度决定。

2.按权利要求1所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于所述的超薄超导薄膜的厚度为5nm。

3.按权利要求1或2所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于所述的临界温度Tc＞10K的超薄超导薄膜为NbN或NbTiN。

4.按权利要求1所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于AFM纳米刻蚀是采用针尖电场氧化的方法，在针尖的薄膜上施加一定的电压，薄膜会在针尖电场的作用下和空气中的水分子发生反应，形成不导电的纳米线条；

所形成的纳米线条与针尖施加的电压、周围的相对湿度、温度和反应时间有关，改变AFM的工作参数可实现50nm长的SHEB的制备。

5.按权利要求4所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于在针尖上施加12V电压，温度为20℃，相对湿度为60％条件下获得50nm长的SHEB。

6.按权利要求1所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于所述的矩形长度为金属电极间隔的1.5倍，覆盖电极之间的超导薄膜；所述的矩形宽度为5微米。

7.按权利要求1所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于步骤(2)中的电极图形的中心区域的两个金属条之间的间距按阻抗匹配的要求设计。

8.按权利要求1所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于步骤(2)所述的金属电极层为Ti+Au、Ag或PdAu。

9.按权利要求8所述的纳米尺寸超导热电子测辐射热仪的制备方法，其特征在于金属电极层为Ti+Au时Ti厚度为5纳米，Au的厚度为150纳米。