[發明專利]調節氧化鋅和氧化鈦復合半導體薄膜ZnO-TiO2光學帶隙的方法

無效

• 申請號: 201310311589.2
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103409738A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 趙小如;王亞君;孫慧楠;牛紅茹;王鳳貴
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C23C20/08
• 分類號: C23C20/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種調節氧化鋅和氧化鈦復合半導體薄膜ZnO-TiO₂光學帶隙的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1、制備溶膠：

①ZnO溶膠的制備：以ZnAc2·2H2O為原料，乙二醇甲醚為溶劑，乙醇胺為穩定劑，其中鋅離子和乙醇胺的摩爾比為1:1，將上述原料在60℃左右水浴攪拌2-3h得到透明ZnO溶膠，溶膠的濃度為0.5mol/L；

②TiO2溶膠的制備：將鈦酸正四丁酯、無水乙醇、螯合劑乙酰丙酮AcAc、催化劑乙酸混合在室溫下攪拌得到A溶液；將乙酸、去離子水和螯合劑乙酰丙酮溶于無水乙醇中并在室溫下超聲約10分鐘得到B溶液。最后將B溶液滴加到強烈攪拌的A溶液中，滴加結束后再攪拌約1小時得到黃色清亮的TiO2溶膠；所述TiO2溶膠內物質的摩爾比為Ti(OC4H9)4:催化劑（H+）:H2O:AcAc=1:0.25:6:0.5，合成TiO2溶膠，溶膠的濃度為0.4mol/L；

③復合溶膠的制備：按照ZnO溶膠/(ZnO溶膠+TiO2溶膠)=0、0.2、0.4、0.6、0.8和1.0的比例，比例相對的總體積為50ml；直接混合溶膠在室溫下攪拌，制備TiO₂-ZnO復合溶膠，在室溫下空氣中靜置以備鍍膜；

步驟2、清洗襯底：將玻璃襯底依次用洗滌劑、稀鹽酸、去離子水、丙酮、乙醇各自浸泡后超聲波清洗，以除去表面的油脂和污物，并將洗好的玻璃襯底放入乙醇中以備用；

步驟3、鍍制薄膜：將清洗后的玻璃襯底烘干后，浸入制得的復合溶膠中，采用垂直提拉鍍膜法以4cm/min的速度緩慢提拉得到凝膠膜，每一層薄膜經過100℃干燥，在500℃溫度下預燒，再冷卻至室溫后重復鍍膜直至所需厚度，然后將制得的凝膠薄膜于空氣中550℃退火1小時，然后將其置于高真空度5×10^-3Pa、氮氣和氬氣中于550℃退火處理1h得到復合半導體薄膜ZnO-TiO₂。