[发明专利]一种远红外透明电磁屏蔽涂层及其制备方法

说明书

本发明属于光电薄膜材料技术领域，具体涉及一种远红外透明电磁屏蔽涂层及其制备方法，该远红外透明电磁屏蔽涂层是由菱方相Bi‑Se晶体材料组成的远红外透明导电连续膜，膜厚为40nm；菱方相Bi‑Se晶体材料的化学式为Bi₂Se_x，其中1.5x2；制备方法包括以下步骤：将纯Bi₂Se₃靶安装在磁控射频溅射靶中，采用半导体为衬底；抽真空，通入高纯Ar气；控制纯Bi₂Se₃靶的溅射功率，在基底上沉积得到的连续膜材料即为远红外透明电磁屏蔽涂层。本发明制备出的远红外透明导电膜，由于阴离子空位的存在使得薄膜电子浓度较大材料在具有远红外高透射性能的基础上，同时具有高的导电性，能够克服传统金属网栅衍射级序带来的成像质量低的问题。

技术领域

本发明属于光电薄膜材料技术领域，具体涉及一种远红外透明电磁屏蔽涂层及其制备方法。

背景技术

红外观测系统通过其前端的观察窗与外界环境接触，实现红外仪器对环境的观测，在红外观测仪器的性能发挥上起着不可或缺的作用。

现役红外仪器的观察窗多为高红外透射率的蓝宝石、硫化锌等材料，本身不具备电磁屏蔽性能。为了实现这一目标，比较常用的方法是在观察窗表面制备一层金属网栅膜，可以有效实现电磁屏蔽能力。然而，金属网栅膜会产生衍射级序，增加杂散光水平，降低成像对比度和信噪比。同时，还会衰减光学系统的调制传递函数，大大降低光学系统的成像准确性。此外，一些尖端的红外观察窗的形状正朝着球形/共形方向发展，金属网栅膜的制备工艺存在难以克服的技术瓶颈，很难适应下一代红外观察系统的要求。

为了解决上述瓶颈问题，发明人开展了基于连续膜的远红外透明电磁屏蔽涂层的研发，电磁屏蔽薄膜屏蔽电磁波的过程(吸收、反射和透射)如图5所示。目前研究思路主要有两种方式：(1)扩展导电膜透明范围至远红外区；(2)提高远红外透明导电膜的导电能力。然而，由于远红外高透射性能与导电性质很难兼容，在科学研究和工业化应用上，至今未研发出基于远红外透明导电连续膜的远红外透明电磁屏蔽涂层。

有鉴于此，亟需设计一种于远红外透明导电连续膜的远红外透明电磁屏蔽涂层，该涂层在具有远红外高透射性能的基础上，同时具有高的导电性。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种远红外透明电磁屏蔽涂层及其制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

本发明提供一种远红外透明电磁屏蔽涂层，该远红外透明电磁屏蔽涂层是由菱方相Bi-Se晶体材料组成的远红外透明导电连续膜，膜厚为40nm；菱方相Bi-Se晶体材料的化学式为Bi₂Se_x，其中1.5x2。

进一步地，上述远红外透明电磁屏蔽涂层，其特征在于：菱方相Bi-Se晶体材料的化学式为Bi₂Se_1.9。

本发明还提供上述远红外透明电磁屏蔽涂层的制备方法，包括以下步骤：

1)在磁控溅射镀膜系统中将纯Bi₂Se₃靶安装在磁控射频溅射靶中，采用半导体材料为衬底；

2)将磁控溅射镀膜系统的溅射腔室进行抽真空处理直至室内真空度达到所需真空度，然后向溅射腔室内通入高纯Ar气直至溅射腔室内气压达到溅射所需起辉气压；

3)控制纯Bi₂Se₃靶的溅射功率，在基底上沉积得到的连续膜材料即为远红外透明电磁屏蔽涂层。

进一步地，如上所述远红外透明电磁屏蔽涂层的制备方法，步骤1)中，衬底材质选取多晶硫化锌、多晶硒化锌或单晶硅。