[发明专利]一种红外透明导电薄膜、及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种红外透明导电薄膜，其特征在于，所述红外透明导电薄膜包括衬底和依次设置于所述衬底上的种子层和导电层；

所述种子层为具有方铁锰矿体心立方晶体结构的材料；

所述导电层为氧化铟掺杂第IIIB族化合物。

2.如权利要求1所述的红外透明导电薄膜，其特征在于，所述第IIIB族化合物包括第IIIB族镧系化合物；

优选地，所述第IIIB族镧系化合物包括第IIIB族镧系氧化物和/或第IIIB族镧系氟化物；

优选地，所述第IIIB族镧系氧化物包括氧化铈；

优选地，所述第IIIB族镧系氟化物包括氟化铈；

优选地，所述导电层中第IIIB族化合物的含量为0.01～10wt％，优选为2～8wt％；

优选地，所述衬底的厚度为0.5～2mm；

优选地，所述种子层的厚度为20～300nm，优选为40～80nm；

优选地，所述导电层的厚度为30～350nm，优选为100～160nm。

3.如权利要求1或2所述的红外透明导电薄膜，其特征在于，所述方铁锰矿体心立方晶体结构的材料包括氧化钇、氧化锰、氟化钇和氟化锰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述衬底为红外透明材料，优选为硅片、蓝宝石或石英中的任意一种。

4.一种如权利要求1-3之一所述红外透明导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

在衬底上依次制备种子层和导电层，得到红外透明导电薄膜；

所述种子层为具有方铁锰矿体心立方晶体结构的材料，所述导电层为氧化铟掺杂第IIIB族化合物。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述种子层和导电层的制备方法包括溶液旋涂法、真空热蒸发镀膜法、真空电子束热蒸法、磁控溅射法、等离子体增强化学气相沉积法、脉冲激光外延沉积法和原子层外延沉积法中的任意一种或至少两种的组合。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述种子层和导电层的制备方法为真空电子束热蒸法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)调节体系气氛，采用镀膜材料在衬底上沉积，得到种子层；

(2)将步骤(1)得到的种子层进行一次退火，得到退火后的种子层；

(3)在所述退火后的种子层上沉积氧化铟掺杂第IIIB族化合物，然后进行二次退火，得到红外透明导电薄膜。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述调节体系气氛的过程包括：将体系抽真空至真空度≤10^-3Pa，然后充氧气至真空度为2.2×10^-2Pa～2.5×10^-2Pa；

优选地，步骤(1)所述衬底的温度为190～210℃；

优选地，步骤(1)所述镀膜材料的加束流为50mA～100mA；

优选地，步骤(1)所述沉积的速率为0.3～0.5nm/s，优选为0.35～0.45nm/s；

优选地，步骤(1)所述镀膜材料为具有方铁锰矿体心立方晶体结构的材料，优选为氧化钇、氧化锰、氟化钇和氟化锰中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述氧化钇、氧化锰、氟化钇和氟化锰的纯度≥95％；

优选地，步骤(2)所述一次退火的温度为200～1950℃，优选为400～600℃；

优选地，步骤(2)所述一次退火的时间为1～4h，优选为1.5～2.5h；

优选地，步骤(3)所述氧化铟掺杂第IIIB族化合物的加束流为15～40mA；

优选地，步骤(3)所述沉积的速率为0.1～0.3nm/s，优选为0.15～0.25nm/s；

优选地，所述氧化铟的纯度≥95％；

优选地，所述二次退火的温度为250～350℃，优选为280～320℃；

优选地，所述二次退火的时间为20～40min，优选为25～35min。