[发明专利]一种锰铝酸镧薄膜材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种锰铝酸镧薄膜材料在中红外热敏探测中的用途，属于电子材料技术领域。

背景技术

众所周知，电磁波传播过程中通过大气层时会受到其反射、吸收和散射，其传输会受到很大的影响，但是某些光谱段透过大气层时，其透射率较高，我们通常称之为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有：微波波段(300-1GHz/0.8-2.5cm)，热红外波段(8-14um)，中红外波段(3.5-5.5um)，近紫外、可见光和近红外波段(0.3-1.3um,1.5-1.9um)。其中中红外波段属于是热红外遥感，这个窗口对火灾、活火山等高温目标识别敏感，可以有效的捕捉高温信息。相比现在成熟的量子阱和碲镉汞红外探测器材料，热敏型的红外探测器具有成本低，非制冷，性能稳定的特点，是现在探测器领域热点的研究方向之一。钙钛矿结构ABO₃的热敏元件因其具有较好的温度稳定性，在红外热敏材料的研究中具有举足轻重的地位。锰酸镧基(LaMnO₃)作为一种典型的钙钛矿结构材料，具有良好的NTC特性，而Al掺杂是一种有效提高材料常数(B值)的手段，所以Al掺杂LaMnO₃热敏材料，在生产高温热敏元件具有重要的意义。

由于薄膜材料可以实现电子元器件的小型化、集成化，能够满足微电子机械系统的发展要求，而且相比块体具有更高的响应速度，在许多高精尖技术领域获得了重要的应用。因此在红外探测器的研究领域，薄膜材料也受到了愈发的重视。

发明内容

本发明目的在于，提供一种锰铝酸镧薄膜材料在中红外热敏探测中的用途，该材料是通过化学溶液法制备，分别将硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝溶于冰醋酸和乙二醇甲醚中，滤得澄清透亮的淡黄色溶液，使用匀胶机将溶液旋涂至(100)取向的镍酸镧基底上，退火得到薄膜。通过对得到的锰铝酸镧薄膜材料的结构和光学性能进行表征，红外光学椭偏的分析得出材料在3.93μm出现了明显的光吸收，并且其吸收峰位于大气中红外窗口内(大约3.4-4.9μm)，在天文观测、遥感、外太空探测等领域有着非常重要的应用前景。

本发明所述的一种锰铝酸镧薄膜材料在中红外热敏探测中的用途，该材料以原料硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝制成，具体操作按下列步骤进行：

a、将冰醋酸和乙二醇甲醚按体积比为1:1混合，常温搅拌10-30min，然后将乙酸锰、硝酸镧分别加入混合溶液中，在温度60℃下进行搅拌，时间30-60min，待溶解完毕，停止加热，冷却至室温；

b、将硝酸铝加入冷却的混合液中，继续搅拌1h，待完全溶解，继续慢速搅拌3-5h后，调制成浓度为0.1-0..3mol/L溶液，过滤，装瓶，静置，形成锰铝酸镧溶胶；

c、将切割好的镍酸镧薄片进行超声清洗，然后在温度600-800℃下退火30min，使其晶化成为(100)取向的镍酸镧基片；

d、利用旋涂法，室温下将步骤b得到的溶胶滴在步骤c制得的(100)取向的镍酸镧基底上，在匀胶机上匀胶20-40s，转速为3000-4000r/min，然后在温度100-150℃保持2min，再移至在管式炉内保持4min，处理温度为300-500℃，使薄膜中的有机物挥发，再移至温度100℃下保持2min，重复匀胶过程，得到不同厚度的薄膜；

e、将步骤d获得的薄膜在温度750℃下退火处理1h，即可得到锰铝酸镧薄膜材料。

所述锰铝酸镧薄膜材料在天文观测、遥感、外太空探测领域中中红外热敏探测中的用途。

本发明所述一种锰铝酸镧薄膜材料在中红外热敏探测中的用途，与现有技术相比，能够在大气的中红外窗口有很好的光吸收，锰铝酸镧薄膜材料本身具有优良的NTC特性，探测过程无需制冷，结构具有很好的温度稳定性，在元件设计上更便于微型化、集成化，在天文观测、遥感、外太空探测等领域有着很好地应用前景。

本发明中提到的(100)、(110)、(111)等，为专业术语言，是指材料物相的XRD衍射峰。

附图说明

图1为本发明的XRD衍射图谱，其中(100)、(110)、(111)是指材料物相的XRD衍射峰；

图2为本发明的红外光吸收特性图。

具体实施方式

实施例1

a、将冰醋酸和乙二醇甲醚按体积比为1:1混合，常温搅拌10min，然后将乙酸锰、硝酸镧按摩尔比La:Mn＝1:0.6分别加入混合溶液中，在温度60℃下进行搅拌，时间30min，待溶解完毕，停止加热，冷却至室温；