[发明专利]调节氧化锡和氧化钛复合半导体薄膜TiO2-SnO2发光强度的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化物半导体透明薄膜方法领域，具体涉及一种调节氧化锡和氧化钛复合半导体薄膜TiO₂-SnO₂发光强度的方法，通过调节TiO₂和SnO₂溶胶配比来调节氧化物半导体复合薄膜的发光强度。

背景技术

氧化锡(3.7eV)和氧化钛(3.2eV)均为宽禁带半导体，因具有高的电导率、较好的热稳定性及化学稳定性,是现在透明导电材料的研究热点。TiO₂、SnO₂以及它们的复合薄膜在光学薄膜及微电子学等领域得到了广泛的应用由于其高的热稳定性和化学稳定性、低的热膨胀系数和可调的发光强度。尤其对TiO₂-SnO₂复合薄膜，由于其发光强度可以在一个较宽的范围内调节。因此，能够很方便地用来制备发光强度薄膜等。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种调节氧化锡和氧化钛复合半导体薄膜TiO₂-SnO₂发光强度的方法，可以实现制得的复合半导体薄膜对发光强度的有效调控，且制备工艺简单易操作。

技术方案

一种调节氧化锡和氧化钛复合半导体薄膜TiO₂-SnO₂发光强度的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、溶胶的制备：

①制备SnO₂溶胶：将SnCl₂·2H₂O溶于30ml无水乙醇，然后密封在容器中，并向该容器中滴加异丙醇，置于60°C搅拌2h，然后在室温下陈化，得到了稳定透明的SnO₂的溶胶；所述异丙醇与SnCl₂·2H₂O的摩尔比为1∶99；

②制备TiO₂溶胶：以钛酸正四丁酯为原料，无水乙醇为溶剂，乙酰丙酮为螯合剂，以乙酸为催化剂，将原料溶于溶剂中，室温下搅拌后得到A溶液；然后将乙酸、去离子水、螯合剂乙酰丙酮AcAc溶于无水乙醇中并在室温下超声得到B溶液；最后将B溶液滴加到强烈搅拌的A溶液中得到黄色清亮的溶胶；所述溶胶内物质摩尔比为Ti(OC₄H₉)₄∶催化剂（H⁺）∶H₂O∶AcAc=1∶0.25∶6∶0.5；TiO₂溶胶的浓度为0.4mol/L；

③制备复合溶胶：按照Ti/(Sn+Ti)=0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0的比例，总体积为50ml；直接混合溶胶在室温下搅拌约1个小时，制备TiO₂-SnO₂复合溶胶，在室温下空气中静置24-36小时，以备镀膜；

步骤2、清洗衬底：将玻璃衬底依次用洗涤剂、稀盐酸、去离子水、丙酮、乙醇各自先浸泡约，然后超声波清洗，除去表面的油脂和污物，并将洗好的玻璃衬底放入乙醇中以备用；

步骤3、镀制薄膜：将玻璃衬底烘干后，浸入制得的TiO₂-SnO₂溶胶中，采用垂直提拉镀膜法以4cm/min的速度缓慢提拉得到凝胶膜，每一层薄膜经过100℃干燥、300℃～500℃温度下预烧，再冷却至室温后重复镀膜直至所需厚度，然后将制得的凝胶薄膜于空气中500℃退火2小时或者将制得的凝胶薄膜于空气中500℃退火1小时再将其置于高真空度退火处理1h得到的需要的发光强度的复合薄膜。

有益效果

本发明提出的一种调节氧化锡和氧化钛复合半导体薄膜TiO₂-SnO₂发光强度的方法，通过采用两种溶胶混合的方法，实现了我们对半导体薄膜的发光强度进行可控调节，这就为我们将来在特定的环境条件下对半导体发光器件发光强度进行调节成为可能。

本发明操作简单高效，成本低廉，易于实现工业化，可以广泛的应用在发光薄膜器件的发光强度的调控方面，进而满足实际需求。

附图说明

图1是本发明采用溶胶配制的流程图。

图2～图4是本发明得到的不同比例混合TiO₂-SnO₂薄膜的光致发光图（插图为发光强度随不同混合比例的变化图）