[发明专利]稀土离子掺杂镥铝石榴石发光薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种稀土离子掺杂的镥铝石榴发光薄膜；其特征在于该发光薄膜具有下述的化学分子式：

              Lu_3(1-x)Al₅O₁₂:XRe

    其中Re为Tb或Eu稀土元素，X为摩尔分数，且0<X≤0.1。

2.一种制备根据权利要求1所述的稀土离子掺杂镥铝石榴石发光薄膜的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

    a. 首先按上述化学分子式中的化学计量摩尔比，称取一定量的纯度为99.99％的Lu₂O₃溶于硝酸溶液中，得到一定浓度的硝酸镥溶液；

b. 按化学计量摩尔比将一定量的Al(NO₃)₃.9H₂O和Re(NO₃)₃溶液加入到上述硝酸镥溶液中，同时加入适量的去离子水，用磁力搅拌器将上述所得到的混合溶液在80℃下搅拌1.5h；

c. 搅拌后加入适量的聚乙二醇(分子量10000)、柠檬酸及乙醇，将得到的溶液在室温下搅拌1.5h并调节其pH至1.5~2，即得到无色透明溶胶；

所述的聚乙二醇为交朕剂，其浓度为40~80mg/ml。

3.所述的柠檬酸为络合剂，其加入量以金属离子总量为计量标准，柠檬酸与金属离子的摩尔比为2:1，所述乙醇为溶剂，采用乙醇的水溶液，乙醇与水的体积比为7:1~10:1；

d. 将上述得到的溶胶用孔径为0.22um的有机系微孔滤膜过滤，将过滤后得到的溶胶静置24h；

e. 将作为衬底材料的单晶硅片先用氢氟酸漂洗10min以去除硅表面的氧化层；然后先后用丙酮、乙醇、水超声清洗20min去除硅表面的污垢杂质；最后用体积比为3:1的浓硫酸和浓磷酸混合酸液浸泡24h以去除硅表面的有害金属离子；然后在使用前将单晶硅片再分别用水和无水乙醇超声清洗10min以去除硅表面残留的酸液；

f. 取上述得到的溶胶2~3滴滴到上述硅表面上，利用旋涂工艺将溶胶均匀涂覆到硅表面上，旋涂匀胶机的转速为3500rpm；

g. 将涂覆得到的薄膜先在110℃下干燥5min，然后再在400℃下干燥15min；

h重复上述旋涂工艺步骤，直到薄膜达到一定的厚度；

i.将上述一定厚度的薄膜以2℃/min的升温速率于800~1000℃锻烧2小时，最终得到一种稀土离子掺杂镥铝石榴石发光薄膜。