CN1049019C - γ射线辐照制备金属镍薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明制备金属镍薄膜的方法，是把衬底浸在含有一定浓度醋酸镍、异丙醇、醋酸铵和氨水的水溶液中，置于γ射线源中辐照3×104-5×105Gy，能获得膜厚可控的镜面状金属镍薄膜，该方法可在常温常压下操作，工艺简单易行，无论是导电或不导电的衬底，均可一步完成金属镍薄膜的生长。
Description
本发明涉及金属镍薄膜制备方法和γ射线辐照应用技术。
现有制备金属镍薄膜的方法一般采用真空蒸发、真空溅射或电镀，但真空蒸发和真空溅射的设备要求较高，可使用的衬底尺寸有限，形状不能复杂；电镀虽然设备简单但要求衬底必须导电。为了用电镀法在绝缘的高聚物或玻璃衬底上生长镍薄膜，必须先采用化学镀方法在相应衬底上镀上一层导电涂层，然后再进行电镀，工艺麻烦，不能一步完成，且镀层质量难以保证。目前尚未见到将γ射线辐照用于金属成膜的报导。
本发明的目的是，提出一种采用γ射线辐照法、在含镍离子的液相环境中、在导电或不导电的衬底上一步完成生长金属镍薄膜的方法。
这种γ射线辐照制备金属镍薄膜的方法，其特征是在液相环境中用水合电子作还原剂，该方法包括以下步骤：
(1)配制如下组成的含镍盐水溶液(单位为摩尔/升)：
醋酸镍 0.01-0.10
异丙醇 1-2
醋酸铵 0.05-0.10
氨 水 0.5-1.0
(2)把欲生长金属镍薄膜的衬底放入上述含镍水溶液中；
(3)将放置有衬底的含镍水溶液置于γ射线源中辐照，控制辐照剂量为3×104-5×105Gy。
由于含有镍离子的水溶液在受到γ射线辐照时，产生强还原剂即水合电子，它将镍离子逐级还原成镍原子，在生成金属镍团簇粒子的同时在衬底上沉积形成金属镍薄膜。采用本发明γ射线辐照制备金属镍薄膜的方法，不论衬底导电与否，均可一步生成金属镍薄膜，适用的衬底材料包括玻璃、高聚物、陶瓷、宝石、半导体硅、二氧化硅和金属等。本发明方法可在常温常压下操作，工艺简单易行，生成的金属镍薄膜厚度一般可控制在几百至几千埃范围内，根据需要，可通过调节溶液浓度和辐照剂量使膜厚增加，膜层表面光亮呈镜面状。本发明可适合于任何衬底形状在其表面成膜，特别是复杂形状的衬底。经X-射线衍射慢扫描测定，镍膜的晶粒度可在20--100nm之间变化。
以下给出本发明方法的几个实施例：
实施例1：
取3.5克醋酸镍、40毫升异丙醇、3.1克醋酸铵和38毫升浓氨水，配制成400毫升含镍水溶液。将尺寸为26mm×76mm×1mm双面洁净的载玻片作为衬底，置于上述含镍水溶液中，放置于7×104居里的60Co γ射线源近中心区(剂量率为70Gy/分)辐照，辐照剂量为7×104Gy。可获得均匀的镜面金属镍薄膜。
实施例2：
取7.0克醋酸镍、40毫升异丙醇、3.1克醋酸铵和38毫升浓氨水，配制成400毫升含镍水溶液。以尺寸为30mm×80mm×0.1mm表面洁净的聚乙烯带作为衬底，浸于上述含镍水溶液中，置于7×104居里的60Co γ射线源近中心区(剂量率为70Gy/分)辐照，辐照剂量为7×104Gy，可获得均匀的镜面金属镍薄膜。
实施例3：
取0.75克醋酸镍、40毫升异丙醇、3.1克醋酸铵和50毫升浓氨水，配制成400毫升含镍水溶液。以26mm×76mm×1mm双面洁净的载玻片作为衬底，放入上述含镍水溶液中，置于7×104居里的60Co γ射线源近中心区(剂量率为70Gy/分)辐照，辐照剂量为3×105Gy，可获得均匀的镜面金属镍薄膜。
实施例4：
取4.4克醋酸镍、40毫升异丙醇、1.9克醋酸铵和40毫升浓氨水配制成500毫升含镍水溶液。分别以直径为15mm经过抛光的白宝石和20mm×30mm×1.5mm的洁净不锈钢作衬底，放入上述含镍水溶液中，置于7×104居里的60Coγ射线源近中心区(剂量率为70Gy/分)辐照，辐照剂量为5×106Gy，可获得均匀的镜面金属镍薄膜。
实施例5：
取8.8克醋酸镍、40毫升异丙醇、3.8克醋酸铵和60毫升浓氨水配制成500毫升含镍水溶液。以直径为40mm的硅片作衬底，放入上述含镍水溶液中，置于7×104居里的60Co γ射线源近中心区(剂量率为70Gy/分)辐照，辐照剂量为5×105Gy，可获得均匀的镜面金属镍薄膜。
Claims (2)
1.一种金属镍薄膜的制备方法，其特征在于将衬底置于含有镍离子的水溶液中，以γ射线辐照3×104-5×105Gy，所述含镍离子的水溶液中含有摩尔/升的下列物质：
醋酸镍 0.01-0.10
异丙醇 1-2
醋酸铵 0.05-0.10
氨 水 0.5-1.0。
2.如权利要求1所述金属镍薄膜的制备方法，特征在于所述衬底材料包括玻璃、高聚物、陶瓷、宝石、半导体硅、二氧化硅和金属。
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