[发明专利]一种内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜的制备方法，可以解决现有技术中TaON无法制备为取向结构，以及无法获得自支撑薄膜的技术问题，而这些问题抑制了TaON的利用。其技术方案为：将钽酸锂单晶晶片在四氯化碳和氨气的混合气氛下进行煅烧后，即可获得内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜。本发明的制备方法和实验步骤简单，一步制备[100]取向的TaON自支撑薄膜，可大量制备，本发明制备的薄膜除了具有高的晶体取向结构外，还具有有序的纳米棒状结构。

技术领域

本发明涉及属于材料科学领域，具体涉及一种内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜的制备方法。

背景技术

现代社会，材料已经成为社会发展与人类进步的重要基础，新材料的发展日新月异，不断推动着科学技术的发展。在所有材料中，氮化物半导体材料，相比于氧化物半导体，具有更小的禁带，能够更为有效的提高光的吸收效率，近年来，逐渐引起材料以及能源领域的广泛关注。其中，钽基氮化物材料，作为一种典型的代表，如Ta₃N₅，TaON，具有合成简单，性能优异的特点，但是，传统的合成方法主要为高温氮化法，利用此种方法合成的TaON为无定向化合物，无法充分利用晶体的各向异性特性，限制了材料性能的提高，另外所报道的钽基氮化物材料多为粉体材料，无法制备为自支撑结构，进一步限制了钽基氮化物的利用。

目前，为解决氮化物材料取向以及自支撑问题，科学家进行了众多的探索，其中，较为成功的为原子层沉积，利用原子层沉积技术，取向性的TaON被成功的合成出来，但是，这些合成方法中往往需要苛刻的合成条件或者昂贵的合成设备，这大大限制了取向氮化物材料的大规模合成与利用。

综上所述，基于现有的氮化物多为无取向，限制材料各向异性的特点，开发新的合成方法成为解决现有问题的一大有效途径，但遗憾的是，目前为止，尚缺乏简单可行的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜的制备方法，能够制备出具有高的晶体取向结构的TaON自支撑薄膜。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜的制备方法，将钽酸锂单晶晶片在四氯化碳和氨气的混合气氛下进行煅烧后，即可获得内延生长[100]取向TaON自支撑薄膜。

本发明的方法能够通过一步法直接制备出具有高的晶体取向结构的TaON自支撑薄膜。

本发明的目的之二是提供一种上述制备方法获得的TaON自支撑薄膜。

本发明的有益效果为：

1、本发明的制备方法和实验步骤简单，一步制备[100]取向的TaON自支撑薄膜，可大量制备。

2、本发明制备的薄膜除了具有高的晶体取向结构外，还具有有序的纳米棒状结构。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明实施例1中制备的[100]取向的TaON自支撑薄膜的光学照片；

图2为本发明实施例1中制备的[100]取向的TaON自支撑薄膜的XRD图片。

图3为本发明实施例1中制备的[100]取向的TaON自支撑薄膜的SEM图片，其中a为制备薄膜的总体侧面SEM图，b为放大后侧面SEM图。

具体实施方式