[發明專利]一種調節氧化物半導體基質中Eu3+發光強度的方法

無效

• 申請號: 201210310592.8
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102827606A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 趙小如;孫慧楠;史小龍;關蒙萌
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C09K11/79
• 分類號: C09K11/79
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種調節氧化物半導體基質中Eu³⁺發光強度的方法，屬于制備稀土離子摻雜的氧化物半導體透明薄膜方法領域，具體為通過調節TiO₂和SiO₂溶膠配比來調節Eu³⁺摻雜的氧化物半導體薄膜的發光強度。

背景技術

TiO₂、SiO₂以及它們的復合薄膜在光學薄膜及微電子學等領域得到了廣泛的應用由于其高的熱穩定性和化學穩定性、低的熱膨脹系數和可調的折射率。尤其對TiO₂-SiO₂復合薄膜，由于其折射率可以在一個較寬的范圍內調節。因此，能夠很方便地用來制備光波導薄膜及梯度折射率薄膜等。近年來，稀土離子摻雜的溶膠凝膠氧化物半導體物質的光學性質由于其在激光材料、傳感器、高密度的頻域光存儲和光纖通信放大器等方面的潛在應用得到了廣泛的關注。因此，稀土離子摻雜的TiO₂-SiO₂復合薄膜的發光性質會由于TiO₂和SiO₂的耦合作用得到改善和增強，可能還會衍生出新的物理現象和可利用的新的功能。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種調節氧化物半導體基質中Eu³⁺發光強度的方法，以一種制備工藝簡單易操作的溶膠凝膠法為實驗方法，制備發光強度可調的稀土離子摻雜的氧化物半導體薄膜。

技術方案

一種調節氧化物半導體基質中Eu³⁺發光強度的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1制備TiO₂溶膠和SiO₂溶膠：

制備TiO₂溶膠：將鈦酸正四丁酯溶于無水乙醇中，在室溫下攪拌0.5~1個小時得到A溶液，然后將乙酸、去離子水和乙酰丙酮溶于無水乙醇中并在室溫下超聲10~15分鐘得到B溶液；然后在攪拌中將B溶液滴加A溶液中，滴加結束后再攪拌0.5~1小時得到黃色清亮的TiO₂溶膠；所述TiO₂溶膠內物質摩爾比為Ti(OC₄H₉)₄:乙酸（H+）：H₂O：乙酰丙酮=1:0.25:6:0.5；所述TiO₂溶膠的濃度為0.4mol/L；

制備SiO₂溶膠：將正硅酸乙酯、去離子水、無水乙醇和異丙醇混合，50℃水浴攪拌并滴加鹽酸，繼續攪拌2~3h得到透明穩定的SiO₂溶膠；所述SiO₂溶膠內物質的體積比為正硅酸乙酯:去離子水:無水乙醇:異丙醇=16:4:15:15；所述鹽酸的量為8滴/50ml；

步驟2制備Eu³⁺摻雜的復合氧化物半導體溶膠：按照TiO₂/(TiO₂+SiO₂)=0.2~1.0的比例混合兩種TiO₂和SiO₂溶膠在室溫下攪拌約1個小時，再將稀土Eu³⁺，按照Eu³⁺/(TiO₂+SiO₂)的摩爾比1.4%加入到上述溶膠中，繼續攪拌0.5~1個小時得到Eu³⁺摻雜的復合氧化物半導體溶膠，在室溫下空氣中靜置24~48小時；

步驟3：將玻璃襯底烘干后，浸入制得的Eu³⁺摻雜的復合氧化物半導體溶膠中，采用垂直提拉鍍膜法以4~6cm/min的速度緩慢提拉得到凝膠膜；將凝膠膜在100℃下干燥，300℃~550℃下預燒，再冷卻至室溫；

步驟4：重復步驟3鍍膜直至所需厚度，然后將制得的凝膠薄膜于空氣中500℃退火4~5小時，得到Eu³⁺摻雜的復合氧化物半導體薄膜。

所述玻璃襯底依次用洗滌劑、稀鹽酸、去離子水、丙酮、乙醇各自先浸泡1~2個小時，然后超聲波清洗10~15分鐘，并將洗好的玻璃襯底放入乙醇中。

有益效果