[發明專利]一種內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 201810146344.1
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108456924B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 秦曉燕;李慧亮;王澤巖;黃柏標;張曉陽;王朋;劉媛媛;張倩倩
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B29/66;C30B31/06;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王磊

本發明公開了一種內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜的制備方法，可以解決現有技術中TaON無法制備為取向結構，以及無法獲得自支撐薄膜的技術問題，而這些問題抑制了TaON的利用。其技術方案為：將鉭酸鋰單晶晶片在四氯化碳和氨氣的混合氣氛下進行煅燒后，即可獲得內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜。本發明的制備方法和實驗步驟簡單，一步制備[100]取向的TaON自支撐薄膜，可大量制備，本發明制備的薄膜除了具有高的晶體取向結構外，還具有有序的納米棒狀結構。

技術領域

本發明涉及屬于材料科學領域，具體涉及一種內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜的制備方法。

背景技術

現代社會，材料已經成為社會發展與人類進步的重要基礎，新材料的發展日新月異，不斷推動著科學技術的發展。在所有材料中，氮化物半導體材料，相比于氧化物半導體，具有更小的禁帶，能夠更為有效的提高光的吸收效率，近年來，逐漸引起材料以及能源領域的廣泛關注。其中，鉭基氮化物材料，作為一種典型的代表，如Ta₃N₅，TaON，具有合成簡單，性能優異的特點，但是，傳統的合成方法主要為高溫氮化法，利用此種方法合成的TaON為無定向化合物，無法充分利用晶體的各向異性特性，限制了材料性能的提高，另外所報道的鉭基氮化物材料多為粉體材料，無法制備為自支撐結構，進一步限制了鉭基氮化物的利用。

目前，為解決氮化物材料取向以及自支撐問題，科學家進行了眾多的探索，其中，較為成功的為原子層沉積，利用原子層沉積技術，取向性的TaON被成功的合成出來，但是，這些合成方法中往往需要苛刻的合成條件或者昂貴的合成設備，這大大限制了取向氮化物材料的大規模合成與利用。

綜上所述，基于現有的氮化物多為無取向，限制材料各向異性的特點，開發新的合成方法成為解決現有問題的一大有效途徑，但遺憾的是，目前為止，尚缺乏簡單可行的解決方案。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜的制備方法，能夠制備出具有高的晶體取向結構的TaON自支撐薄膜。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜的制備方法，將鉭酸鋰單晶晶片在四氯化碳和氨氣的混合氣氛下進行煅燒后，即可獲得內延生長[100]取向TaON自支撐薄膜。

本發明的方法能夠通過一步法直接制備出具有高的晶體取向結構的TaON自支撐薄膜。

本發明的目的之二是提供一種上述制備方法獲得的TaON自支撐薄膜。

本發明的有益效果為：

1、本發明的制備方法和實驗步驟簡單，一步制備[100]取向的TaON自支撐薄膜，可大量制備。

2、本發明制備的薄膜除了具有高的晶體取向結構外，還具有有序的納米棒狀結構。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。

圖1為本發明實施例1中制備的[100]取向的TaON自支撐薄膜的光學照片；

圖2為本發明實施例1中制備的[100]取向的TaON自支撐薄膜的XRD圖片。

圖3為本發明實施例1中制備的[100]取向的TaON自支撐薄膜的SEM圖片，其中a為制備薄膜的總體側面SEM圖，b為放大后側面SEM圖。

具體實施方式