一种基于MgB2薄膜的超导热电子混频器制备方法

技术特征：
1.一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，包括：步骤s1：在sic衬底的上表面刻蚀出微桥结构，所述微桥结构定义超导热电子混频器的尺寸；步骤s2：在带有微桥结构的sic衬底的上表面形成mgb2薄膜并调整mgb2薄膜厚度，使微桥结构的台阶深度远大于mgb2薄膜的厚度；步骤s3：在mgb2薄膜的上表面形成天线层，所述天线层包括对数螺旋天线、平面双槽天线、对数周期天线和蝴蝶结天线等；步骤s4：去除微桥区和天线层外围的mgb2薄膜，完成超导热电子混频器制备。2.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s1包括如下步骤：s11：在sic衬底的上表面沉积cr保护层；s12：通过聚焦离子束刻蚀sic衬底形成微桥结构；s13：去除sic基板上的cr保护层。3.根据权利要求2所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述s12中，在微桥区采用小束流刻蚀以防止破坏微桥，在远离微桥区采用大束流刻蚀以提高速率。4.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，步骤s1所述sic衬底包括高阻sic衬底和低阻sic衬底；所述微桥结构定义超导热电子混频器的尺寸，其宽度为0.2-2微米，长度为0.2-4微米；所述微桥结构的台阶深度为200-800纳米。5.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，通过混合物理化学气相沉积法制备形成mgb2薄膜；且在制备形成过程中，通过改变硼源的体积流量和反应时间控制mgb2薄膜的厚度。6.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s2形成厚度为10-30纳米的mgb2薄膜。7.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s2在形成mgb2薄膜后，在mgb2薄膜表面形成金保护层。8.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s3包括如下步骤：s31：在mgb2薄膜上表面形成光刻胶层；s32：对所述光刻胶层进行曝光、显影，形成设有天线结构的第一图形化掩膜层；s33：在第一图形化掩膜层及天线结构的上表面形成天线层；s34：去除所述第一图形化掩膜层。9.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s3所述天线层为金膜，通过电子束蒸发制备，其厚度为80-200纳米，且天线层还包括外围的电极结构。10.根据权利要求1所述的一种基于mgb2薄膜的超导热电子混频器制备方法，其特征在于，所述步骤s4包括如下步骤：s41：所述mgb2薄膜上表面形成光刻胶层；
s42：对所述光刻胶层进行曝光、显影，形成保护微桥区的第二图形化掩膜层。s43：通过氩离子刻蚀去除第二图形化掩膜层和天线层外的mgb2薄膜。

技术总结
本发明公开了一种基于MgB2薄膜的超导热电子混频器制备方法，包括在SiC衬底的上表面刻蚀出微桥结构，所述微桥结构定义超导热电子混频器的尺寸；在带有微桥结构的SiC衬底的上表面形成MgB2薄膜并调整MgB2薄膜厚度，使微桥结构的台阶深度远大于MgB2薄膜的厚度；在MgB2薄膜的上表面形成天线层，所述天线层包括对数螺旋天线、平面双槽天线、对数周期天线和蝴蝶结天线；去除微桥区和天线层外围的MgB2薄膜，完成超导热电子混频器制备。本发明在避免采用电子束曝光工艺的同时，可以显著提高基于MgB2薄膜的超导热电子混频器的制备灵活性，缩短周期，且操作简便、性能可靠、适合推广使用。适合推广使用。适合推广使用。


技术研发人员：张文 孔祥东 王争 李艳丽 史生才 韩立
受保护的技术使用者：中国科学院紫金山天文台
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/6/28