[发明专利]离子交换基底和金属化产物及用于制造它们的装置和方法

权利要求书

1.一种制造适用于金属化的离子交换基底的方法，所述方法包括以 下步骤：

通过以下制造适用于金属化的扩散基底：

加热离子交换基底并横跨离子交换基底施加电压以通过离子交换过 程将来自于金属层的金属离子嵌入到所述离子交换基底中来制造扩散基 底，在所述扩散基底中，所述金属离子被基本均匀地分布遍及所述基底。

2.一种使基底金属化的方法，所述方法包括以下步骤：

通过以下制造适用于金属化的扩散基底：

加热离子交换基底并横跨离子交换基底施加电压以通过离子交换过 程将来自于金属层的金属离子嵌入到所述离子交换基底中来制造扩散基 底，在所述扩散基底中，所述金属离子被基本均匀地分布遍及所述基底； 以及

通过以下将所述扩散基底金属化：

在金属离子的某浓度处或附近，对所述扩散基底的表面应用脉冲激光 光束，使得在脉冲激光入射在所述扩散基底上的位置处或附近，所述激光 的能量引起所述扩散基底中的金属离子转化成金属原子，由此制造具有表 面图案的金属化的基底，所述表面图案由所述激光光束经过所述扩散基底 的所述表面的运动来界定。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，所述方法还包括通过将 具有适当碱离子浓度和在其表面的金属层的基底进行退火处理来制造所 述离子交换基底。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述金属原子被包含在混合的或 渗透的金属介电层中。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述退火的步骤发生在250℃和 350℃之间。

6.如权利要求3或权利要求5所述的方法，其中，所述退火的步骤发 生在300℃。

7.如权利要求3、5或6中任一项所述的方法，其中，所述退火的步 骤发生持续20分钟到40分钟之间。

8.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述加热所述离子交换基 底的步骤发生在100℃和350℃之间的温度。

9.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述加热的步骤发生在 300℃。

10.如任一前述权利要求所述的方法，其中，施加的电压在10V到2 kV之间。

11.如任一前述权利要求所述的方法，其中，施加的电压是1kV。

12.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述工艺还包括在负电 极和所述基底之间引入导电层来改进二者之间的电接触。

13.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述工艺还包括在所述 离子交换过程期间引入接收层，所述接收层捕获从所述基底移除的离子交 换材料。

14.如任一前述权利要求所述的方法，在权利要求12或权利要求13 中，其中，所述导电层填充否则将存在于所述基底和所述负电极之间的空 隙。

15.如权利要求12所述的方法，其中，所述导电层是高度平坦和延展 性的，使得所述导电层填充否则将存在于玻璃基底的相对粗糙面和所述电 极之间的空隙。

16.如权利要求12和13所述的方法，其中，所述导电层和所述接收 层包括石墨层。

17.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述基底包括玻璃。

18.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述基底包括钠钙玻璃。

19.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述金属层包含贵金属 离子。

20.如权利要求18所述的方法，其中，所述贵金属是银。

21.如权利要求19所述的方法，其中，所述贵金属是金或铜。

22.如权利要求1和权利要求3到21所述的方法，所述方法还包括将 所述扩散基底后退火以使所述金属离子转化为形成金属纳米粒子的金属 原子。