[发明专利]图案化锰掺杂二氧化钛薄膜的制备工艺

摘要

本发明涉及图案化锰掺杂二氧化钛薄膜的制备工艺，是采用直流、射频反应磁控共溅射的方法，采用柔性基体；以高纯Ti靶作为磁控直流溅射的阴极，以Mn金属靶为反应磁控溅射射频端阴极，衬底作为阳极，O2为反应气体，Ar为溅射气体，通过调节反应温度、直流和射频端功率、氧气流量和反应时间等参数，来控制Ti和Mn的相对含量和薄膜的厚度，最后再对薄膜进行图案化处理。与现有技术相比，本发明的工艺简单，成本低廉、环境友好、易于实现；不但有效的提高了TiO₂纳米薄膜的光吸收强度，而且进一步增强薄膜的光吸收效率，在太阳能电池、光电开关、光电转换以及光存储等方面具有广阔的应用前景。

主权项

图案化锰掺杂二氧化钛薄膜的制备工艺，其特征在于：制备步骤如下：1)清洁柔性基体：将柔性基体分别放在浓度为99.7％的丙酮和无水乙醇中超声漂洗20分钟，吹干后，直接放入直流/射频磁控溅射镀膜设备真空室，在真空度3.0×10^‑3Pa下，离子轰击清洗10分钟，去除基体表面吸附的杂质；2)安装靶材：将Ti靶安装于磁控溅射系统的直流靶位，Mn靶安装于磁控溅射系统的射频靶位，调节靶与柔性基体的距离为10～75mm；3)打开泵抽系统，当系统真空抽至1×10^‑5Pa后，将柔性基体加热至温度200～580℃，向腔室通入20sccm的氩气和8～15sccm的氧气，控制腔室压强为5～10mtorr，对靶材进行辉光清洗；4)清洗完成后，调节直流Ti靶的功率为300～380W，射频Mn靶的功率为0～105W，持续溅射3～12小时；沉积完成后，随炉冷却，从真空室将样品取出；5)图案化处理：将步骤(4)所制的样品放入含有硫酸铜、硫代硫酸钠、EDTA的前驱体溶液中，调节pH值为1～3，65～85℃沉积两次，每次0.5～1h；最后在200～300℃氮气保护下烧结处理，即得一种图案化锰掺杂二氧化钛薄膜。