CN103413594B - 拓扑绝缘体柔性透明导电材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拓扑绝缘体柔性透明导电材料及其制备方法与应用。其制备方法，包括如下步骤：1）将基底进行图案化或功能化修饰；2）将拓扑绝缘体置于气体流向的中部，步骤1）所得基底置于气体流向的下方，向所述反应器中通入载气进行沉积，沉积完毕后停止所述载气的通入，降温至室温，在所述基底表面得到拓扑绝缘体材料。利用该方法所得拓扑绝缘体柔性透明导电薄膜或纳米材料，具有宽波长范围内的高透光性，尤其是近红外区。此外，利用拓扑绝缘体特殊的金属表面态，可提供稳定的导电通道，使之具有高导电性，出色的抗扰动能力和机械性能。这类新型的柔性透明光电原件可用于光电子和纳电子学等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种拓扑绝缘体柔性透明导电材料及其制备方法与应用。
背景技术
拓扑绝缘体是一类全新的量子物态，其体相是有能隙的绝缘体，而表面是无能隙的金属态。因内禀的自旋轨道耦合作用，拓扑绝缘体金属性的表面态具有线性的能量色散关系，且表面态电子的自旋与动量满足特定的手性关系。此外，这种表面态受到严格的拓扑保护，不会因外来的扰动而失去金属性，载流子可以在表面无散射地传导。基于拓扑绝缘体独特的电子能带结构和在光﹑热﹑电﹑磁﹑力学等方面的优异性质，自发现以来就在凝聚态物理，固体化学和材料等领域受到了广泛的关注。其二维纳米材料自旋分辨，受时间反演对称性保护的表面态及大的比表面积，使拓扑绝缘体在宽波段，高性能光电器件上有广阔的应用前景。
透明导电薄膜作为一种具有低电阻和高透光率的薄膜材料，在发光二极管，太阳能电池，显示器，触摸屏等光电器件中应用广泛。传统的ITO电极因原材料铟的稀缺，自身呈脆性，大大限制了其在柔性光电器件中的应用。目前，以碳纳米管和石墨烯为代表的碳基透明电极和以银纳米线为代表的金属电极成为潜在的ITO替代材料。但在实际应用中，这些透明电极由于自身性质的局限，比如：加热和紫外光照的条件下，掺杂的碳纳米管电极会因为表面吸附质的脱附而使电导降低；金属电极在酸碱及氧化环境中表面易腐蚀，又受到制约。为了改善柔性透明导电薄膜在实际应用中的性能，必须进一步提高透明导电薄膜自身的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种拓扑绝缘体柔性透明导电材料及其制备方法与应用。
本发明提供的制备拓扑绝缘体柔性透明导电材料（也即薄膜或纳米材料）的方法，为如下方法a或b；
所述方法a包括如下步骤：
1）将基底进行图案化；
2）将拓扑绝缘体置于气体流向的中部，步骤1）所得基底置于气体流向的下方，向所述反应器中通入载气进行沉积，沉积完毕后停止所述载气的通入，降温至室温，在所述基底表面得到所述拓扑绝缘体薄膜；
所述方法b包括如下步骤：
3）将基底进行功能化修饰；
4）将拓扑绝缘体置于气体流向的中部，步骤3）所得基底置于气体流向的下方，向所述反应器中通入载气进行沉积，沉积完毕后停止所述载气的通入，降温至室温，在所述基底表面得到拓扑绝缘体纳米材料。
上述方法的所述步骤1）和步骤3）中，构成所述基底的材料选自云母、本征Si(111)、本征Si(100)、SiO2/Si、GaAs(111)B、SiC(0001)、CdS(0001)、Al2O3(a-plane)和SrTiO3(111)中的至少一种；
所述云母具体为氟金云母或白云母；
所述氟金云母的化学式为KMg3(AlSi3010)F2；
在实际操作中，可在制备薄膜前再对如氟金云母等的基底进行处理，以获得新鲜洁净的基底。
如对于可从商业途径购买得到的氟金云母基底，可按如下方法获得新鲜洁净的基底：用机械剥离的方法除去表面几层，使之暴露出新鲜洁净的表面（如图1编号1）。
所述步骤1）图案化的方法为等离子体刻蚀或紫外光刻；图案化步骤中，所用掩膜为铜网或聚甲基丙烯酸甲脂薄膜；
所述聚甲基丙烯酸甲脂薄膜的厚度为5μm-30μm，具体为15μm；
所述等离子体刻蚀方法中，等离子体气氛为空气，输入功率为50-90W，具体为90W；刻蚀时间为10-20min，具体为15min；
所述基底的厚度为20μm-80μm，具体为30μm；
所述步骤3）功能化修饰的方法包括如下步骤：将多聚赖氨酸水溶液与含有Au纳米粒子的溶胶混匀后涂覆在所述基底上，晾干而得；
其中，所述多聚-L-赖氨酸(Poly-L-Lycine,PLL)水溶液的质量体积浓度为0.1%(w/v)；所述多聚-L-赖氨酸的分子量为150,000-300,000，CAS编号为25988-63-0，购于Sigma-Aldrich公司；
水溶液的作用是分散Au纳米粒子；
多聚赖氨酸和水的用量比为0.1g：1000mL；
所述Au纳米粒子的粒径为10nm-50nm，具体为20nm；
所述多聚赖氨酸水溶液与含有Au纳米粒子的溶胶的用量比为2μL-10μL：1mL，具体为5μL：1mL；
所述含有Au纳米粒子的溶胶的制备方法包括如下步骤：将HAuCl水溶液与柠檬酸三钠水溶液混匀煮沸15min-30min，冷却后加入分散剂碳酸钾水溶液而得。
其中，所述HAuCl水溶液的质量百分浓度为0.01%；
柠檬酸三钠水溶液的质量百分浓度为1%；
所述碳酸钾水溶液的浓度为0.1mol/L；
所述HAuCl水溶液、柠檬酸三钠水溶液和碳酸钾水溶液的体积比为100ml：2ml：0.5ml。
所述步骤2）和4）中，所述拓扑绝缘体选自Bi2Se3、Bi2Te3、Sb2Te3、Ag2Te、(BixSb1-x)2Te3和Bi2(SexTe1-x)3中的至少一种；为了使沉积更充分，可将市售购得的块状材料研磨成粉末；
所述(BixSb1-x)2Te3和Bi2(SexTe1-x)3中，0＜x＜1，x具体为0.5。
载气选自氩气或氢气；
所述沉积为物理气相沉积法或化学气相沉积法；
所述物理气相沉积法中，载气的流量为100sccm-300sccm，具体为200sccm；
沉积的温度为400℃-600℃，具体为450℃-490℃；
沉积的压强为20torr-100torr，具体为30torr-50torr；
沉积的时间为10min-40min，具体为20min；该时间可根据薄膜所需厚度进行调节，沉积的时间越长，所得薄膜越厚。
所述化学气相沉积法中，载气的流量为100sccm-300sccm，具体为120sccm-150sccm；
沉积的温度为400℃-600℃，具体为450℃-490℃；
沉积的压强为20torr-100torr，具体为30torr-50torr。
沉积的时间为2h-8h，具体为6h。该时间可根据薄膜所需厚度进行调节，沉积的时间越长，所得薄膜越厚。
所述步骤2）和4）降温步骤中，降温方式为自然降温。
所述方法还包括如下步骤：
在所述步骤2）或4）通入载气步骤之后，所述物理气相沉积或化学气相沉积步骤之前，用如下方法清洗气路：启动真空泵，将石英管抽到100mTorr（1Torr=1mmHg=133.3Pa）的基压后，关闭真空泵打开气路阀充入载气，反复此过程3-4次以去除残余的O2。
此外，所述方法还包括如下步骤：
在步骤2）或4）之后，用转移媒介将所得薄膜由基底上转移至其他基底上：
所述转移步骤中，转移媒介为聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）的乳酸乙酯溶液；
其中，所述聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）为重均分子量为950K的商用PMMA固体颗粒；
所述聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）的乳酸乙酯溶液中，PMMA的质量百分浓度为4%；
所述转移方法具体包括如下步骤：
在所得拓扑绝缘体薄膜表面旋涂一层PMMA的乳酸乙酯溶液后进行烘烤，并用刻蚀剂刻蚀掉位于所述透明导电薄膜之下的基底后，置于目标基底上晾干，再用丙酮除去所述PMMA，完成所述转移。
其中，所述旋涂步骤中，转速在1000～3500r/min，具体为2000r/min；时间为45～60s；PMMA的乳酸乙酯溶液的质量百分浓度为3-5%，具体为4%；
所述烘烤步骤中，温度为170℃，时间为5～15min；
所述刻蚀步骤中，刻蚀剂为质量百分浓度为2%的氢氟酸水溶液；刻蚀的时间为30-50min，具体为45min；
构成所述目标基底的材料为柔性或非柔性基底，具体为塑料、PET、SiO2/Si或玻璃等基底。
按照上述方法制备得到的拓扑绝缘体薄膜或纳米材料，也属于本发明的保护范围。其中，所述薄膜的结构为规则网格结构；所述纳米材料的结构为随机网络结构。
另外，上述本发明提供的薄膜或纳米材料在制备柔性透明光电元件中的应用及含有上述薄膜或纳米材料的柔性透明光电元件，也属于本发明的保护范围。
本发明利用由拓扑绝缘体特有的金属表面态提供的稳定导电通道，提供了一种制备拓扑绝缘体薄膜或纳米材料的方法，制得了具有高透光性，导电性以及出色的抗扰动能力和机械性能的柔性透明导电薄膜或纳米材料。该方法通过在拓扑绝缘体如Bi2Se3在生长过程中对基底形貌和生长条件的调控，可制备出高质量的拓扑绝缘体网络结构的导电薄膜或纳米材料。该方法制得的样品总面积只与基底大小有关，可推广到大规模生产。利用该方法所得拓扑绝缘体柔性透明导电薄膜或纳米材料，具有宽波长范围内的高透光性（尤其是近红外区），高导电性，出色的抗扰动能力和机械性能。这类新型的柔性透明光电原件可用于光电子和纳电子学等领域。
附图说明
图1为本发明生长拓扑绝缘体网络结构透明导电薄膜所用的掩膜板和基底的结构示意图；
图2为本发明生长拓扑绝缘体网络结构薄膜所用的流程示意图；
图3为实施例1中圆孔状Bi2Se3网络结构薄膜样品的光学显微镜照片；
图4为实施例1中方形Bi2Se3网络结构薄膜样品的光学显微镜照片；
图5为实施例1中完整转移到透射微栅铜网上的Bi2Se3网络结构薄膜样品的低分辨透射电子显微镜照片；
图6为实施例1中Bi2Se3网络结构薄膜样品的高分辨透射电子显微镜照片及其选区电子衍射图；
图7为实施例1中Bi2Se3网络结构薄膜样品的原子力显微镜图像和高度测量；
图8为拓扑绝缘体网络结构薄膜样品的角分辨光电子能谱谱图。
图9为实施例1中Bi2Se3网络结构薄膜样品的紫外-可见-红外吸收光谱图；其中，Mica为氟金云母基底的光谱。
图10为实施例1中Bi2Se3网络结构薄膜样品电阻测量的输出曲线，电极照片及样品光学显微镜照片；
图11为实施例1中，丙烯酸处理前后Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线；
图12为实施例1中，紫外光处理前后Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线；
图13为实施例1中，氧等离子体处理前后Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线；
图14为实施例1中，加热条件下Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线；
图15为实施例1中，不同弯折曲率半径下Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线；
图16为实施例1中，循环弯折条件下Bi2Se3网络结构薄膜样品电学稳定性测量曲线。
图17为实施例2中，Bi2Te3纳米带构成的随机网络结构纳米材料的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。
下述实施例所用氟金云母购自长春市泰元氟金云母有限公司，为原子级的平整基底，氟金云母的化学式为KMg3(AlSi3010)F2；下述实施例所用多聚-L-赖氨酸的分子量为150,000-300,000，CAS编号为25988-63-0，购于Sigma-Aldrich公司；
实施例1﹑制备拓扑绝缘体规则网络结构柔性透明导电薄膜
1）用机械剥离法得到表面洁净的厚度为30μm的氟金云母KMg3(AlSi3010)F2，以图1所示方形的无碳膜铜网为掩膜板（孔径大小为160×160μm，肋宽为30μm。深色区域为覆盖有Bi2Se3网络结构的薄膜，浅色部分为氟金云母基底），在空气气氛中进行等离子体刻蚀，刻蚀功率为90W，时间为15min，得到图案化的氟金云母基底；
该无碳膜铜网的结构如图1编号2所示，规格为1.2cm×1.2cm，网眼（图1编号3）边长分别为50μm，60μm，90μm，160μm四种规格，肋宽（图1编号4）均为30μm；
2）将Bi2Se3块晶（AlfaAesar公司生产，纯度99.999%）研磨成粉末作为挥发源置于气体流向的中部，也即石英管中部，步骤1）所得图案化的氟金云母基底置于气体流向的下方并距离挥发源11cm-15cm的位置，再将石英管置于管式炉体中，先按照如下步骤对气路进行清洗：
启动真空泵，将石英管抽到100mTorr（1Torr=1mmHg=133.3Pa）的基压后，关闭真空泵打开气路阀充入氩气，反复此过程3-4次去除残余O2后，完成气路的清洗；
随后充入高纯氩气作为载气，氩气流量调至200sccm，体系压强保持为50torr恒定，于490℃进行物理气相沉积20min后，停止氩气的通入，将炉体温度自然降到室温，结束样品生长，得到本发明提供的Bi2Se3网络结构柔性透明导电薄膜，该薄膜的厚度为40nm。
上述方法的流程如图2所示。
图4为方形Bi2Se3网络结构薄膜的光学照片。
图3为圆孔状Bi2Se3网络结构薄膜的光学显微镜照片，孔径大小为50×50μm，肋宽为30μm。
按照与上方法，仅替换步骤2）沉积时间，还可得到厚度为10nm的Bi2Se3网络结构柔性透明导电薄膜。
此外，可按照如下步骤将所得Bi2Se3网络结构柔性透明导电薄膜转移至其他基底上：
取出生长完毕的Bi2Se3网络结构薄膜，在样品表面以2000rpm的转速旋涂质量百分浓度为4%的PMMA的乳酸乙酯溶液，旋涂时间为60s；170℃热台上烘烤样品5min后，使用质量百分浓度为2%的氢氟酸水溶液在室温下刻蚀云母基底，时间为45min，实现Bi2Se3网络结构薄膜与云母基底的分离；用去离子水清洗样品后将样品贴附在目标基底上，在500W的红外灯下烘烤后使用丙酮去除PMMA薄膜。
图5为完整转移到透射微栅铜网上的Bi2Se3网络结构薄膜的透射电子显微镜低分辨照片。
图6为相应的透射电子显微镜高分辨照片和选区电子衍射图谱。
可以看出，衍射斑点为六方对称的图案，说明样品为高质量的单晶。
图7为Bi2Se3网络结构薄膜样品的原子力显微镜图像和高度测量。结果表明，样品表面非常平整并且具有原子级的台阶，说明Bi2Se3本身遵守层-层生长的机理。
上述本发明提供的拓扑绝缘体网络结构柔性透明导电薄膜的光学和电学性质测定结果如下：
1﹑Bi2Se3网络结构薄膜的光学性质。
首先，为了证实制得的材料确实为拓扑绝缘体，采用角分辨光能谱观察了网络结构薄膜样品的电子能带结构。由图8可见，清晰的线性能量色散关系表明拓扑绝缘体表面态的存在。拓扑绝缘体特殊的金属表面态可提供稳定的导电通道，使之具有高导电性。
此外，网络结构薄膜因为采用了图案化的结构（网格的肋与肋之间100%透光），从而具有良好的透光性。如图9所示，40nm厚的Bi2Se3网络结构薄膜在可见光区的透光性达到80%以上，10nm厚的Bi2Se3网络结构薄膜在可见光区的透光性达到85%以上；而若基底未做图案化处理，所得10nm厚的薄膜在可见光区的透光性远小于85%，仅为45%；此外，该Bi2Se3网络结构薄膜与传统的ITO相当，在近红外区仍能保持90%以上的高透光性。
2﹑导电性。
为了衡量大面积Bi2Se3网络结构样品的导电性，利用传统的光刻技术在绝缘性云母衬底上制备了四探针电极阵列（其光学显微镜照片如图10左上插图所示）。用四端法测量Bi2Se3孤立单元的电阻，所得结果见图10。
由图可知，源-漏之间电压-电流关系呈线性，说明电极与材料的接触良好；结果表明厚度为40nm的Bi2Se3网络薄膜平均面电阻为2.1kΩ/sq。
3﹑稳定性。
与碳基和金属透明电极相比，拓扑绝缘体Bi2Se3网络结构电极对各种苛刻环境的扰动所体现出的电学稳定性使其具有潜在的应用价值。当传统的ITO电极用于压力式触摸屏时，粘合剂中的丙烯酸会逐渐腐蚀ITO中的铟，从而使电导下降。
为了评估Bi2Se3网络结构薄膜对于丙烯酸的抵抗性，把孔径为60μm，厚度为40nm的样品浸泡在体积分数为2%的丙烯酸溶液中20s，所得结果见图11。
图11表明，处理前后Bi2Se3的面电阻仅由2.6kΩ/sq变化到2.8kΩ/sq,表现出很好的稳定性。
掺杂的碳纳米管电极在紫外光照下，因为表面掺杂剂的脱附会使电导大大降低。
将厚度为40nm的Bi2Se3网格样品置于紫外灯下照射数十秒，所得结果见图12。
图12表明，面电阻仅由3.9kΩ/sq变化到4.1kΩ/sq，说明Bi2Se3对紫外光照有很好的抵抗性。
网格状样品在氧化环境下电学性能相当稳定。使之暴露在空气刻蚀剂下20s，面电阻仅变化2%（见图13）。
此外，将孔径为60μm和160μm的网格样品从室温加热到300℃，样品形貌几乎不变并且全程保持较好的导电性（如图14所示）。
机械稳定性对于Bi2Se3网络结构薄膜同样重要。
图15和16分别表示不同曲率半径和循环弯折次数下样品的导电性变化。如图15，当曲率半径小到3mm时，Bi2Se3网络结构薄膜的电阻几乎不变，表现出出色的柔性。并且这种柔性不仅仅局限于Bi2Se3样品本身，还包括云母基底和Cr/Au电极（见图15、16插图）。与ITO电极做对比，反复弯折1200次后Bi2Se3的电阻变化率可以控制在5%以内，而ITO已高达40%。1500次后ITO已基本完全损坏，而Bi2Se3在弯折2000次以后仍能保持良好的导电性。
由上可知，本发明提供的Bi2Se3网络结构透明导电薄膜具有出色的透光性，良好的导电性和化学﹑机械稳定性，有望在柔性光电子器件中得到广泛应用。
实施例2﹑制备拓扑绝缘体随机网络结构柔性透明导电薄膜
1）将多聚赖氨酸和水的比例为0.1g：1000mL的多聚-L-赖氨酸溶液5μL滴加到直径为20nm的Au溶胶1mL混匀，再滴加到干净的Si(100)基底上，使之自然晾干，完成基底的功能化修饰；
2）将Bi2Te3块晶（AlfaAesar公司生产，纯度99.999%）研磨成粉末作为挥发源置于石英管中部也即气体流向的中部，步骤1）所得功能化修饰的基底置于气体流向的下方并距离挥发源11cm-15cm的位置，再将石英管置于管式炉体中；
启动真空泵，将石英管抽到100mTorr（1Torr=1mmHg=133.3Pa）的基压后，关闭真空泵打开气路阀充入氩气，反复此过程3-4次去除残余O2后，完成气路的清洗；
随后充入高纯氩气作为载气，氩气流量调至120sccm，体系压强保持为50torr恒定，于450℃进行化学气相沉积6h后，停止氩气的通入，将炉体温度自然降到室温，结束样品生长，得到本发明提供的随机网络结构的Bi2Te3纳米材料（也即纳米线或纳米带）。
图17为Bi2Te3纳米带构成的随机网络结构薄膜的扫描电子显微镜照片。
此外，可按照如下步骤将所得随机网络结构的Bi2Te3纳米材料转移至其他基底上：
取出生长完毕的随机网络结构的Bi2Te3纳米材料，在样品表面以2000rpm的转速旋涂质量百分浓度为4%的PMMA的乳酸乙酯溶液，旋涂时间为60s；170℃热台上烘烤样品5min后，使用质量百分浓度为2%的氢氟酸水溶液在室温下刻蚀云母基底，时间为45min，实现Bi2Se3网络结构薄膜与云母基底的分离；用去离子水清洗样品后将样品贴附在目标基底上，在500W的红外灯下烘烤后使用丙酮去除PMMA薄膜。
该实施例所得随机网络结构的Bi2Te3纳米材料的各项性能，与实施例1无实质性差别，不再赘述。
Claims (14)
1.一种制备拓扑绝缘体薄膜或纳米材料的方法，为如下方法a或b；
所述方法a包括如下步骤：
1)将基底进行图案化；
2)将拓扑绝缘体置于气体流向的中部，步骤1)所得基底置于气体流向的下方，向反应器中通入载气进行沉积，沉积完毕后停止所述载气的通入，降温至室温，在所述基底表面得到所述拓扑绝缘体薄膜；
所述步骤1)图案化的方法为等离子体刻蚀或紫外光刻；图案化步骤中，所用掩膜为铜网或聚甲基丙烯酸甲脂；
所述聚甲基丙烯酸甲脂薄膜的厚度为5μm-30μm；
所述等离子体刻蚀方法中，等离子体气氛为空气，输入功率为50-90W；刻蚀时间为10-20min；
所述基底的厚度为20μm-80μm；
所述方法b包括如下步骤：
3)将基底进行功能化修饰；
4)将拓扑绝缘体置于气体流向的中部，步骤3)所得基底置于气体流向的下方，向反应器中通入载气进行沉积，沉积完毕后停止所述载气的通入，降温至室温，在所述基底表面得到所述拓扑绝缘体纳米材料；
所述步骤1)和步骤3)中，构成所述基底的材料选自云母、本征Si(111)、本征Si(100)、SiO2/Si、GaAs(111)B、SiC(0001)、CdS(0001)、Al2O3(a-plane)和SrTiO3(111)中的至少一种；
所述步骤3)功能化修饰的方法包括如下步骤：将多聚-L-赖氨酸水溶液与含有Au纳米粒子的溶胶混匀后涂覆在所述基底上，晾干而得；
其中，所述多聚-L-赖氨酸水溶液中，多聚赖氨酸和水的用量比为0.1g：1000mL；
所述Au纳米粒子的粒径为10nm-50nm；
所述含有Au纳米粒子的溶胶的制备方法包括如下步骤：将HAuCl水溶液与柠檬酸三钠水溶液混匀煮沸15min-30min，冷却后加入分散剂碳酸钾水溶液而得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤3)中，所述云母为氟金云母或白云母；
所述氟金云母的化学式为KMg3(AlSi3010)F2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲脂薄膜的厚度为15μm；
所述等离子体刻蚀方法中，等离子体气氛为空气，输入功率为90W；刻蚀时间为15min；
所述基底的厚度为30μm；
所述Au纳米粒子的粒径为20nm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)中，所述拓扑绝缘体选自Bi2Se3、Bi2Te3、Sb2Te3、Ag2Te、(BixSb1-x)2Te3和Bi2(SexTe1-x)3中的至少一种；
所述(BixSb1-x)2Te3和Bi2(SexTe1-x)3中，0＜x＜1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述(BixSb1-x)2Te3和Bi2(SexTe1-x)3中，x为0.5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)中，载气选自氩气或氢气；
所述沉积为物理气相沉积法或化学气相沉积法；
所述物理气相沉积法中，载气的流量为100sccm-300sccm；
沉积的温度为400℃-600℃；
沉积的压强为20torr-100torrr；
所述化学气相沉积法中，载气的流量为100sccm-300sccm；
沉积的温度为400℃-600℃；
沉积的压强为20torr-100torr。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)中，所述物理气相沉积法中，载气的流量为200sccm；
沉积的温度为450℃-490℃；
沉积的压强为30torr-50torr；
所述化学气相沉积法中，载气的流量为120sccm-150sccm；
沉积的温度为450℃-490℃；
沉积的压强为30torr-50torr。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)物理气相沉积法中，沉积的时间为10min-40min；
化学气相沉积法中，沉积的时间为2h-8h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)化学气相沉积法中，沉积的时间为6h。
10.根据权利要求1-9任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)和4)降温步骤中，降温方式为自然降温。
11.权利要求1-10任一所述方法制备得到的拓扑绝缘体薄膜或纳米材料。
12.根据权利要求11所述的拓扑绝缘体薄膜或纳米材料，其特征在于：所述薄膜的结构为规则网格结构；
所述纳米材料的结构为随机网络结构。
13.权利要求11或12任一所述薄膜或纳米材料在制备柔性透明光电元件中的应用。
14.含有权利要求11或12任一所述薄膜或纳米材料的柔性透明光电元件。
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