[发明专利]一种在铁电晶体材料极化过程中压制反转畴域侧向生长的电极结构制作方法

权利要求书

1.在铁电晶体材料极化过程中压制反转畴域侧向生长的电极结构制作方法，该方法主要是对铁电晶体材料表面的介电常数进行减弱，以降低反转畴侧向生长的速度，从而达到压制反转畴侧向生长的目的其制作的步骤如下：

    1)首先在对铁电晶体材料的+z面上通过镀膜、光刻和腐蚀的工艺方法或者光刻、镀膜和剥离的工艺方法制作出一种铁电晶体材料极化所需的电极结构；

    2)然后压制反转畴域侧向生长的方法是通过在铁电晶体材料的+z面上，采用质子交换的制作方法来实现一层选择性质子交换层，它改变了晶体的介电常数；

    3)接着再通过在+z面空白处覆盖上绝缘介质层，该步骤的制作方法是通过化学沉积（或喷涂）、光刻和腐蚀的工艺方法实现；

    4)最后再在-z面上镀上所需的电极材料金属，然后将其放至极化装置中进行铁电晶体材料的极化。

2.根据权利1所述的在铁电晶体材料极化过程中压制反转畴域侧向生长的电极结构制作方法，其特征包括所描述的质子交换方法是将已制作完电极结构的铁电晶体材料放入富含质子的质子源中，在200℃左右进行质子交换，以降低+z面中Li离子的个数，达到降低介电常数的作用，从而有效地压制了反转畴侧向生长速度。

3.根据权利1和权利2所述的质子交换过程的制作时间，一般根据铁电晶体材料的不同，时间在20到250分钟之间。

4.根据权利1所述的覆盖在质子交换层上的绝缘介质层，包括覆盖适当折射率的SiO₂、全氟三丁胺或者硅脂油，覆盖的厚度为200-1000nm。

5.根据权利1所述的铁电晶体材料，其所采用的铁电晶体材料为纯铌酸锂LiNbO₃、掺MgO铌酸锂MgO-LiNbO₃、钽酸锂LiTaO₃、磷酸氧钛钾KTiOPO₄ (KTP)、Nd³⁺ 扩散铌酸锂Nd³⁺:LiNbO₃、Er³⁺ 扩散铌酸锂Er³⁺:LiNbO₃、砷酸钛氧铷RbTiOAsO₄（RTA）、铌酸锶钡Sr_0.6Ba_0.4Nb₂O₆ S（SBN）、氟化钡镁BaMgF₄或者硝酸钾KNO₃。

6.根据权利2所述的富含质子的质子源包括了苯甲酸和焦磷酸。

7.根据权利1所述的一种在铁电晶体材料极化所需的电极结构，其特征在于，包括了主干电极部分和梳状光栅电极部分，主干电极部分电极宽度为1~4mm，梳状光栅电极部分电极宽度为0.001~0.002mm，晶体极化周期根据实际需要进行设置。

8.根据权利5所述的铁电晶体+z和-z面上的金属极化电极结构，其特征在于：所描述的极化电极结构所采用的电极材料包括Al电极、Cr电极、Au电极以及其他合金材料的电极，电极的厚度约为20~80nm。

9.根据权利5所述的铁电晶体+z面上的金属极化电极结构，其特征在于：所描述的极化电极结构在铁电畴方向呈周期性变化或准周期性变化。