[发明专利]一种半导体薄膜材料

说明书

本申请属于光催化材料制备领域，具体涉及一种半导体薄膜材料。本发明所提供的半导体薄膜材料由磁控溅射法在衬底的表面交替沉积CuCrO₂薄膜和CuO薄膜制得。本发明通过两种半导体薄膜材料的复合以及纳米尺寸效应，在提高光吸收的同时，有效地改善了本发明材料的光催化活性。因此，本发明半导体薄膜材料的制备简单，成本低廉，在太阳能开发与利用方面具有较好的前景。

技术领域

本发明属于光催化材料制备领域，具体涉及一种半导体薄膜材料。

背景技术

进入21世纪，人民的生活水平的不断提高，环境、能源问题已经成为当今人类急需解决的问题，因此如何有效利用太阳能资源成为了人们的研究热点。自从Honda-Fujishima在20世纪70年代发现N型半导体TiO能够分解水以后，半导体材料在光催化和光电化学分解水方面引起极大研究热潮。

CuCrO₂薄膜是一种透明导电薄膜可以吸收短波长的紫外光，具有价格低廉、容易获取和无毒等优点，在光电装置领域是一种很有前途的材料。然而，其导电性非常低，进而限制了其在光电领域的广泛应用和发展；而且，CuCrO₂薄膜本身的催化性能也较弱。虽然目前有研究显示，通过掺杂金属离子或非金属离子可以改善CuCrO₂薄膜的导电性能，提高CuCrO₂的性能。然而，迄今为止CuCrO₂薄膜材料对太阳能的利用率仍然处于一个比较低的水平。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种对太阳能的利用率较高的半导体薄膜材料。其具体技术方案如下：

一种半导体薄膜材料，其制备方法包括：

采用磁控溅射法在衬底的表面交替沉积CuCrO₂薄膜和CuO薄膜，得到所述半导体薄膜材料。

优选的，每在所述衬底的表面交替沉积一层CuCrO₂薄膜和一层CuO薄膜为一个周期；

所述交替沉积的周期为1～4周期。

优选的，所述磁控溅射法设置的参数包括：

溅射气体为氩气和氧气，所述氩气和氧气的纯度高于99.99％；所述氩气的流量为20～50sccm，所述氧气的流量为10～20sccm；

真空溅射室的真空度为(5～8)×10^-5Pa；

工作气压为1～5Pa；

溅射功率为40～120W；

所述衬底温度为25～500℃；

沉积时间为6～90min。

更优选的，在沉积所述CuCrO₂薄膜时，所述磁控溅射法设置的参数包括：

所述氩气的流量为20～50sccm，所述氧气的流量为10～20sccm；

溅射功率为80～120W；

沉积时间为30～90min。

更优选的，在沉积所述CuO薄膜时，所述磁控溅射法设置的参数包括：

所述氩气的流量为20～30sccm，所述氧气的流量为10～20sccm；

溅射功率为40～70W；

沉积时间为6～25min。

优选的，所述衬底为导电玻璃。

优选的，所述衬底为钼片和石英片。

优选的，在沉积薄膜之前还包括对靶材进行预溅射3～10min；