[發明專利]硅量子點摻雜納米二氧化鈦薄膜復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110289193.3
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102352487A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 何芳;李小青;黃遠;劉貴高;王玉林
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/34;C23C14/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

1.1)基片、靶材的清洗：首先用丙酮對石英的或硅的基片清洗10～15min，再用無水乙醇進行超聲清洗10～15min，最后用去離子水反復清洗，晾干備用；用無水乙醇對質量純度為99.99％以上的二氧化鈦靶材表面擦拭干凈，備用；

2)將經步驟1)清洗干凈的基片和靶材分別置入離子束濺射室內的基盤和靶位上，抽真空使其本底真空度達到2.0×10^-4～9.0×10^-4Pa，接著向濺射室內通入質量純度為99.99％以上的氬氣工作氣體，使濺射室內壓強為2.0×10^-2～2.5×10^-2Pa，調整濺射室溫度為20～200℃；

3)采用引出電流為50mA，引出電壓為2.0kV的氬離子束分別對靶材和基片各進行5-10min的預濺射清洗；

4)薄膜制備：首先以引出電流為10～40mA，引出電壓為0.5kV～3kV的氬離子束對二氧化鈦靶材進行連續轟擊200～320min，在基片上得到厚度為65-110nm的二氧化鈦薄膜；

5)將經步驟4)制的納米二氧化鈦薄膜，以升溫速率為2℃/min升溫至400-600℃進行退火，保溫1-3小時，然后隨爐溫冷卻至室溫；

6)采用離子注入設備，抽真空使本底真空度達到5.0-9.0×10^-4Pa，在質量純度為99.99％以上的氬氣保護下、工作真空度為2.0-2.5×10^-2Pa及襯底溫度為25-200℃條件下對步驟5)制備的二氧化鈦薄膜，首先以注入能量為60-80keV，注入劑量為1×10¹⁶-3×10¹⁷cm^-2進行第一次硅離子注入；然后以注入能量為40-60keV，注入劑量為1×10¹⁶-3×10¹⁷cm^-2進行第二次離子注入；最后以30-40keV，注入劑量為1×10¹⁶-3×10¹⁷cm^-2進行第三次硅離子注入；

7)將步驟6)制備的硅摻雜的納米二氧化鈦薄膜，在空氣中或氮氣中，以升溫速率2-10℃/min升至溫度為500-1000℃退火0.5-2h，然后隨爐溫冷卻至室溫得到硅量子點摻雜的納米二氧化鈦薄膜復合材料。