[发明专利]一种多孔氧化物薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将衬底放入磁控溅射真空室中，抽真空至真空度为0.0001Pa，通入0.1‑0.48Pa的氩气，使用105‑145W的功率溅射氧化物靶材，在衬底上沉积非晶态氧化物薄膜；(2)将步骤(1)制备的非晶态氧化物薄膜以每分钟10‑90℃的升温速率加热至700‑900℃，并保温20‑50分钟，然后降温，制备得到所述多孔氧化物薄膜。所述衬底选自硅、蓝宝石、SiO₂。所述氧化物包括ZnO、SnO₂、Fe₂O₃、TiO₂、La₂O₃、ZrO₂或V₂O₅。本发明所述制备方法制备的氧化物薄膜种类多，设备成熟，工艺简单，显著降低生产成本。制备的多孔氧化物薄膜在气敏探测器、气敏探测器和光催化降解领域有很好的应用。

技术领域

本发明属于氧化物薄膜材料制备领域，特别涉及一种多孔氧化物薄膜的制备方法。

背景技术

氧化物薄膜材料，尤其是多孔氧化物薄膜材料由于具有独特的物理化学性能，是目前研究的热点。特别是当多孔氧化物薄膜材料的孔径达到纳米级别时，大的比表面积、显著量子效应和局域表面增强效应等突出优势，使得多孔氧化物薄膜材料在气敏传感、催化反应、锂电池等领域受到了研究人员的青睐。目前制备多孔氧化物薄膜的方法主要分为两类：第一类是使用造孔剂，例如聚苯乙烯微球、聚乙二醇、碳酸盐等，在制备薄膜掺入造孔剂，在高温烧结过程当中，造孔剂气化从而产生孔洞；第二类是使用模板法，在多孔阳极氧化铝模板上生长多孔氧化物薄膜。造孔剂法对环境污染较大，且制造出来的孔的大小及分布不均匀，很难制造出高质量的多孔氧化物薄膜。模板法的制造成本通常较为昂贵，不利于工业量产。

ZnO、SnO₂、Fe₂O₃、TiO₂、La₂O₃、ZrO₂、V₂O₅等多孔氧化物薄膜材料具有优异的物理和化学性能，可在电子信息器件、发光器件、光催化降解、催化反应、太阳能电池、锂电池等领域发挥重要作用。因此，提供一种低成本，高质量又环保的制备多孔氧化物薄膜材料的方法十分有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种可用于光电传感器、气敏传感器、光催化降解等领域的多孔氧化物薄膜的制备方法，且该制备方法工艺简单，成本低。

本发明的目的通过以下技术方案来实现。

一种多孔氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)非晶态氧化物薄膜的制备：将清洗干净的衬底放入磁控溅射真空室(由北京泰科诺有限公司提供，型号为JCP500磁控溅射系统)中，在室温下抽真空至真空度为0.0001Pa以上，通入0.1-0.48Pa的氩气，使用105-145W的功率溅射氧化物靶材(由中诺新材(北京)科技有限公司提供，纯度99.9％以上)，在衬底上沉积非晶态氧化物薄膜，备用；

(2)高温烧结处理：将步骤(1)制备的非晶态氧化物薄膜转移到箱式炉(由合肥科晶材料技术有限公司提供，型号为KSL-1100X-L)中，以每分钟10-90℃的升温速率加热至700-900℃，并保温20-50分钟，然后降温至室温，制备得到所述多孔氧化物薄膜。

所述衬底选自硅、蓝宝石、SiO₂中的一种，优选硅。

步骤(1)中氧化物薄膜的厚度为50-200nm，优选100-150nm。