[发明专利]一种核壳结构n-二氧化钛@p-钛酸钴纳米晶薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种核壳结构n‑二氧化钛@p‑钛酸钴纳米晶薄膜及其制备方法，先将干净的基片安装在磁控溅射仪的样品台，将CoTiO₃靶和TiO₂靶分别安装在磁控溅射仪的两个射频靶位上；对磁控溅射仪的溅射镀膜室抽真空再通入惰性气体，并使溅射镀膜室的气体压强保持在0.1Pa～2Pa；CoTiO₃靶预溅射5～15min；将基片升温至300℃～600℃并保温，CoTiO₃靶开始溅射30min～90min，得到CoTiO₃有序纳米晶薄膜；调节CoTiO₃有序纳米晶薄膜和TiO₂靶材相互平行，TiO₂靶材溅射10s～120s，得到核壳结构n‑二氧化钛@p‑钛酸钴纳米晶薄膜。本发明可有效地调控薄膜的形貌，成膜性好，操作方便，生产周期短，效率高，适于工业生产。

技术领域

本发明涉及纳米晶薄膜领域，具体涉及一种核壳结构n-二氧化钛@p-钛酸钴纳米晶薄膜及其制备方法。

背景技术

铁钛矿型CoTiO₃是一种来自于Al₂O₃刚玉结构的倍氧化合物。[Hashemian S,Foroghimoqhadam A.Effect of copper doping on CoTiO₃ilmenite typenanoparticles for removal of congo red from aqueous solution[J].ChemicalEngineering Journal,2014,235:299-306.]研究发现CoTiO₃薄膜对环境湿度响应很快[Jing Lu,Yabin Zhang,Zhuan Li,Jianfeng Huang,Yong Wang,Jianpeng Wu,HaiyanHe.Rapid response and recovery humidity sensor based on CoTiO₃thin filmprepared by RF magnetron co-sputtering with post annealing process[J].Ceramics International,2015,41(10):15176–15184]，但其敏感特性指标与实际应用的要求还存在一定差距。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种核壳结构n-二氧化钛@p-钛酸钴纳米晶薄膜及其制备方法，该制备方法可有效地调控薄膜的形貌，成膜性好；制得的薄膜灵敏度高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括以下步骤：

(1)将干净的基片安装在磁控溅射仪的样品台，将CoTiO₃靶和TiO₂靶分别安装在磁控溅射仪的两个射频靶位上；

(2)对磁控溅射仪的溅射镀膜室抽真空，当真空度达到1.0×10^-4Pa～9.9×10^-4Pa时，向溅射镀膜室通入惰性气体，并使溅射镀膜室的气体压强保持在0.1Pa～2Pa；CoTiO₃靶预溅射5～15min；

(3)将基片升温至300℃～600℃并保温，CoTiO₃靶开始溅射30min～90min，得到CoTiO₃有序纳米晶薄膜；

(4)调节CoTiO₃有序纳米晶薄膜和TiO₂靶材相互平行，TiO₂靶材溅射10s～120s，得到核壳结构n-二氧化钛@p-钛酸钴纳米晶薄膜。

进一步地，步骤(1)中CoTiO₃靶溅射的法线方向与基片法线的夹角为0°～90°。