[发明专利]一种镨掺杂铌酸钾钠薄膜的制备方法及其应用

摘要

一种镨掺杂铌酸钾钠薄膜的制备方法及其应用，涉及一种铌酸钾钠薄膜的制备方法及其应用。本发明是要解决现有光学式应力传感技术基于监测样品形状的改变而灵敏度有待提高的问题，提出利用镨离子的发光特性监测应力的新方法。方法：一、镨掺杂铌酸钾钠靶材的制备；二、镨掺杂铌酸钾钠薄膜的气相法制备。本发明是要通过监测应力引起的材料发光特性的改变实现应力的高灵敏度传感，解决现有光学式应力传感技术灵敏度低的问题。本发明提出的薄膜沉积方法操作简单，可在不同种类衬底上实现镨掺杂铌酸钾钠薄膜的制备，利于规模化生产。本发明用于制备镨掺杂铌酸钾钠薄膜。

主权项

1.一种镨掺杂铌酸钾钠薄膜的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、镨掺杂铌酸钾钠靶材的制备将碳酸钾、碳酸钠、氧化铌和氧化镨作为原料，导入球磨罐中，以160～170r/min的速度球磨12～14h；其中碳酸钾、碳酸钠、氧化铌和氧化镨的摩尔比为1:1:2:(0.005～0.01)；将球磨好的样品在90～110℃下烘干，冷却后于研钵中充分研磨，然后压片，压片后在空气中烧结；将烧结后的样品冷却，然后以160～170r/min的速度球磨24～26h；将球磨好的样品在90～110℃下烘干，冷却后于研钵中加入聚乙烯醇充分研磨，然后压片，压片后在空气中烧结，得到镨掺杂铌酸钾钠靶材；其中聚乙烯醇的加入量为：1g样品中加入0.1mL聚乙烯醇；二、镨掺杂铌酸钾钠薄膜的气相法制备首先将步骤一中制备的镨掺杂铌酸钾钠靶材安置于制备薄膜的气相沉积系统的靶材架上，将衬底安置于气相沉积系统的衬底架上，并调整靶材和衬底之间距离，再对气相沉积系统的真空腔进行抽真空达到背底真空后，通入工作气体，控制真空腔中的工作气压，利用气相沉积方法在衬底表面制备出镨掺杂铌酸钾钠薄膜；步骤一中两次烧结的温度均为500‑1350℃，烧结时间均为1‑48h；步骤一中两次球磨转速均为50‑1000r/min，球磨时间均为0.5‑48h；步骤二所述的衬底的材质为金属及其合金、金属氧化物、有机高分子、复合材料、玻璃、硅或云母；步骤二所述衬底与靶材之间的距离为1‑20cm，所述衬底的温度为25～700℃；步骤二所述的工作气体为氧气与氩气按流量体积比1:4组成的混合气体或氧气与氮气按流量体积比1:4组成的混合气体，工作气压为0‑10000Pa；步骤二中气相沉积的时间为0.5‑180min。