[发明专利]一种基于双脉冲激光液相烧蚀合成纳米晶的装置的烧蚀方法

说明书

本发明提供一种基于双脉冲激光液相烧蚀合成纳米晶的装置的烧蚀方法，包括以下步骤：步骤1：调节两条脉冲激光光路在两金属靶材上的辐射位置；步骤2：调节两条烧蚀脉冲激光光路能量比；步骤3：通过高速摄像法探究双脉冲机理过程；步骤4：调节双脉冲激光烧蚀双金属靶材，制备活性前驱体，本发明创造利用了光学知识，把一束脉冲激光分为两束激光，对基本激光液相烧蚀实验装置的实验方法进行了创新改进。

技术领域

本发明涉及金属氧化物半导体纳米材料制备技术领域，具体涉及一种基于双脉冲激光液相烧蚀合成纳米晶的装置的烧蚀方法。

背景技术

在合成纳米晶和制备功能型纳米结构材料方法中，激光液相烧蚀法(LAL)已成为一种无法替代的制备技术。仅由Science数据库表明，从2000年至2015年之间，关于激光液相烧蚀的论文增长了近三倍多。激光液相烧蚀(LAL)比较于传统的制备纳米材料方法，例如化学气相沉积法，溶胶凝胶化学法，分子束外延法等，LAL主要有以下几点优点:1.实验中无需多余配体加入，生成纳米颗粒表面干净且高活性；2.实验条件不需要过高的温度和压强，在常温下即可进行；3.可通过调控激光参数，溶液种类等来调控产物相，尺寸等；4.适用于大多数固体靶材和溶剂。

与在真空和惰性气体中烧蚀金属靶材相比，在液体中烧蚀靶材的最大不同点在于周围液体环境的约束作用，因此LAL烧蚀过程中存在复杂的物理化学过程。随着LAL技术的不断发展，激光液相烧蚀技术现在主要用于合成金属纳米颗粒，多缺陷氧化物，纳米金属合金，半导体材料，合成纳米颗粒-聚合物复合物，掺杂半导体材料(Si，Ge)纳米晶等。随着激光液相烧蚀技术的发展，LAL也逐渐用于合成三元金属氧化物。通常，这种方法耗时较长，因为要分别烧蚀不同靶材而获得多元金属化合物前驱体。

针对这种烧蚀过程中需烧蚀两种(或多种)不同靶材的烧蚀实验。本发明根据光学知识设计了可同时烧蚀多块靶材的双脉冲激光液相烧蚀实验装置，大大缩短了烧蚀时间。更重要的是，可利用LAL过程中产生的两种瞬态高温高压环境的相互作用而获得活性更高的胶体溶液前驱体。

发明内容

本发明一种基于双脉冲激光液相烧蚀合成纳米晶的装置的烧蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：调节两条脉冲激光光路在两金属靶材上的辐射位置；

步骤2：调节两条烧蚀脉冲激光光路的能量比；

步骤3：通过高速摄像法探究双脉冲机理过程；

步骤4：调节双脉冲激光烧蚀双金属靶材，制备活性前驱体。

更进一步的，步骤1中调节两条脉冲激光光路在两金属靶材上的辐射位置的具体步骤为：

步骤1.1：打开脉冲激光器，调节激光器为单次触发脉冲模式并调节激光器电压；

步骤1.2：使脉冲激光经过衰减镜且衰减镜可调控脉冲激光总能量；

步骤1.3：使光束经过半波片，通过偏振分光镜将激光分成光路一和光路二；

步骤1.4：使光路一经反射镜反射后垂直射入聚焦镜后聚焦在金属靶材A上；通过调节反射镜上精密光学镜架而实现辐射点的微调节，或移动靶材进行粗调节；

步骤1.5：使光路二经三棱镜改变方向后垂直射入聚焦镜后聚焦在金属靶材B上；通过三棱镜上精密光学镜架而实现辐射点的微调节，或移动靶材进行粗调节；

步骤1.6：通过调节聚焦镜实现两个激光辐射点的同时移动；

步骤1.7：重复步骤1.4、步骤1.5和步骤1.6，实现两条脉冲激光光路辐射点位置在双靶材上的随意移动。

更进一步的，步骤2中调节两条烧蚀脉冲激光光路的能量比的具体步骤为：