CN109735805A - 一种表面等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种表面等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜的制备方法，能得到等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜。具体是指将石英基片放置于镀膜夹具；在一定真空度及烘烤温度下进行沉积镀膜，在一定的真空条件下用离子束辐照轰击薄膜表面使其改性。一定真空度优于5×10^‑4 Pa；烘烤温度为100‑200℃。本发明制备的铟锡氧化物薄膜表现表面等离子体吸收增强，可通过控制离子束流大小及辐照时间控制其生长取向。该种铟锡氧化物薄膜，具有良好的附着性、均匀性和热稳定，最终得到的铟锡氧化物薄膜具有优异的性能，在光电子学和纳米光电子学方面有重要的应用前景。

Description

一种表面等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜的制备方法

技术领域

本发明涉及一种薄膜及其制备方法，尤其涉及一种表面等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜的制备方法。

背景技术

透明导电薄膜在能源、信息、国防等领域具有广泛的应用价值和重要的研究意义。作为光电子器件的关键电极材料，在平面显示、触摸屏、薄膜太阳能电池等领域具有巨大的市场需求。此外，透明导电薄膜还可应用于低辐射玻璃( 建筑、汽车、冰箱中的环保隔热玻璃) 、节能电致变色窗、除霜除雾玻璃、抗静电涂层、防电磁干扰透明窗、红外至雷达波段的宽频谱隐身材料及气体传感器等方向。铟锡氧化物（ITO）作为综合性能最佳的透明导电薄膜约占市场份额的94%。

铟锡氧化物除了具有优异的导电性能，也是一直非常好的超材料。透明导电氧化物在特定环境一定谱段内也会表现出负的实部介电常数，在许多性能如载流子浓度上调制灵活，具有一些一般材料无法实现的新奇的光学性质，如超耦合、负折射、亚波长衍射、倏逝波放大等，因此透明导电氧化物可以作为等离子体材料在电磁隐身、完美透镜和超分辨成像等领域来应用。

目前，制备铟锡氧化物薄膜的方法有多种，包括磁控溅射法、电子束蒸发法、脉冲激光法和真空蒸发法等。铟锡氧化物薄膜的制备与其它普通氧化物薄膜的制备大同小异，但目前有关通过离子束改性方法获得具有等离子体吸收增强的铟锡氧化物薄膜的制备方法的报道还没有。本专利涉及等离子体吸收增强的铟锡氧化物连续薄膜的制备方法，在光电子学和纳米光电子学方面有重要的应用前景。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种制备表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、膜料的选择：采用质量百分比例为90：10的氧化铟和氧化锡混合物作为膜料；

步骤二、基片的准备：将基片清洗干净后，放置于真空蒸发设备中的镀膜夹具上；

步骤三、铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，沉积膜料到基片上，得到铟锡氧化物薄膜；

步骤四、表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，采用等离子体束流的离子束辐照铟锡氧化物薄膜的表面，进行轰击得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

进一步地，在步骤二中，所述基片的清洗方式为：依次采用丙酮、酒精、去离子水对所述基片分别超声波清洗10min。

进一步地，在步骤三中，采用物理气相沉积法得述铟锡氧化物薄膜。

进一步地，在步骤三中，在所述真空蒸发设备中，真空度为5×10^-4 Pa，烘烤温度为100-200℃，薄膜的沉积速率为0.1-0.3nm/ s。

进一步地，在步骤四中，所述真空蒸发设备中，真空度为5×10^-4 Pa，采用15mA的等离子体束流大小为，进行5-30min的轰击得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

进一步地，所述基片为石英基片。

进一步地，所述表面等离子体吸收增强为在可见或近红外区域。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优异效果是：

本发明提供的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，采用物理气相沉积法制备及通过离子束辐照改性获得表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜，操作简单，成本低廉，且重复性高，具有重要意义。另外，根据本发明提供的制备方法得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜，结晶度好，具有良好的附着性、均匀性和热稳定，最终得到的铟锡氧化物薄膜具有优异的性能，是应用在传感器等领域中很有价值的材料。

附图说明

图1为本发明的实施例中制备得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜吸收光谱曲线图谱。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。本领域技术人员可以在本发明技术思路的基础上，根据已有的技术进行常规的替换选择，而不仅限于本发明实施例的具体记载。

实施例1：

一种表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、膜料的选择：采用含氧化铟：氧化锡比例为90：10作为膜料；

步骤二、基片的准备：采用石英作为基片，将该石英基片采用如下清洗方式将其清洗干净：依次采用丙酮、酒精、去离子水对基片分别清洗，进行超声波清洗10min；将石英基片清洗干净后，放置于真空蒸发设备中的镀膜夹具上；

步骤三、铟锡氧化物薄膜的形成：采用物理气相沉积法，在真空蒸发设备中，在真空度优于5×10^-4 Pa，烘烤温度为100-200℃的条件下，以沉积速率为0.1-0.3nm/s的速度，将步骤一中准备的膜料蒸发沉积到石英基片上，得到铟锡氧化物薄膜；

步骤四、表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，采用等离子体束流的离子束为辐照源，控制离子束辐照平均电子束流大小为15mA，对铟锡氧化物薄膜的表面进行5min的轰击，得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

本实施例得到的铟锡合金薄膜为表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

实施例2：

一种表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、膜料的选择：采用含氧化铟：氧化锡比例为90：10作为膜料；

步骤二、基片的准备：采用石英作为基片，将该石英基片采用如下清洗方式将其清洗干净：依次采用丙酮、酒精、去离子水对基片分别清洗，进行超声波清洗10min；将石英基片清洗干净后，放置于真空蒸发设备中的镀膜夹具上；

步骤三、铟锡氧化物薄膜的形成：采用物理气相沉积法，在真空蒸发设备中，在真空度优于5×10^-4 Pa，烘烤温度为100-200℃的条件下，以沉积速率为0.1-0.3nm/s的速度，将步骤一中准备的膜料蒸发沉积到石英基片上，得到铟锡氧化物薄膜；

步骤四、表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，采用等离子体束流的离子束为辐照源，控制离子束辐照平均电子束流大小为15mA，对铟锡氧化物薄膜的表面进行15min的轰击，得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

本实施例得到的铟锡合金薄膜为表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

实施例3：

一种表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、膜料的选择：采用含氧化铟：氧化锡比例为90：10作为膜料；

步骤二、基片的准备：采用石英作为基片，将该石英基片采用如下清洗方式将其清洗干净：依次采用丙酮、酒精、去离子水对基片分别清洗，进行超声波清洗10min；将石英基片清洗干净后，放置于真空蒸发设备中的镀膜夹具上；

步骤三、铟锡氧化物薄膜的形成：采用物理气相沉积法，在真空蒸发设备中，在真空度优于5×10^-4 Pa，烘烤温度为100-200℃的条件下，以沉积速率为0.1-0.3nm/s的速度，将步骤一中准备的膜料蒸发沉积到石英基片上，得到铟锡氧化物薄膜；

步骤四、表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，采用等离子体束流的离子束为辐照源，控制离子束辐照平均电子束流大小为15mA，对铟锡氧化物薄膜的表面进行30min的轰击，得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

本实施例得到的铟锡合金薄膜为表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

进一步地，所述表面等离子体吸收增强为在可见或近红外区域。

如图1所示，实施例1至实施例3提供的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，采用物理气相沉积法制备及通过离子束辐照改性获得表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜，操作简单，成本低廉，且重复性高，具有重要意义。

另外，如图1所示，实施例1至实施例3根据本发明提供的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，得到的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜，具有良好的附着性、均匀性和热稳定，最终得到的铟锡氧化物薄膜具有优异的性能，是应用在传感器等领域中很有价值的材料。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、膜料的选择：采用质量百分比例为90：10的氧化铟和氧化锡混合物作为膜料；

步骤二、基片的准备：将基片清洗干净后，放置于真空蒸发设备中的镀膜夹具上；

步骤三、铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，沉积膜料到基片上，得到铟锡氧化物薄膜；

步骤四、表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的形成：在真空蒸发设备中，采用等离子体束流的离子束辐照铟锡氧化物薄膜的表面，进行轰击得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

2.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述基片的清洗方式为：依次采用丙酮、酒精、去离子水对所述基片分别超声波清洗10min。

3.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤三中，采用物理气相沉积法得到铟锡氧化物薄膜。

4.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤三中，在所述真空蒸发设备中，真空度为5×10^-4 Pa，烘烤温度为100-200℃，薄膜的沉积速率为0.1-0.3nm/ s。

5.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述真空蒸发设备中，真空度为5×10^-4 Pa，采用15mA的等离子体束流大小为，进行5-30min的轰击得到表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜。

6.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：所述基片为石英基片。

7.根据权利要求1所述的表面等离子体吸收增强铟锡氧化物薄膜的制备方法，其特征在于：所述表面等离子体吸收增强为在可见或近红外区域。