[发明专利]一种引入离子扩散层的双层氧化镍薄膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种引入离子扩散层的双层氧化镍薄膜的制备方法，本发明使用射频反应磁控溅射技术在结晶态氧化镍薄膜表面制备了铜掺杂非晶态氧化镍作为离子扩散层，该类型NiO薄膜与传统的结晶态薄膜或非晶态薄膜相比优势明显。首先，薄膜上层的非晶态部分由于内部晶格排布无序度较大，会导致非晶态薄膜内部的存在大量的晶格缺陷，这会为离子的嵌入与脱出提供天然孔道，使离子可以快速进出薄膜，从而缩短该结构薄膜的电致变色响应时间。其次，薄膜下层所沉积的NiO属于结晶状态，其晶格排布紧密，有序度良好，在循环过程中不易降解，这就保证了该结构薄膜在循环过程中的稳定性。

主权项

1.一种引入离子扩散层的双层氧化镍薄膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将覆盖有ITO的玻璃基片分别于三氯乙烯、丙酮、乙醇中超声清洗5‑10min，除去表面覆盖的灰尘及油脂，之后使用去离子水对基片进行清洗，除去上面残留的乙醇，最后使用氮气吹干，得到洁净的ITO基片；（2）结晶层生长过程：本实验采用射频反应溅射方法制备NiO薄膜，使用的靶材为纯度为99.99%的金属镍；首先将得到的洁净的ITO玻璃装入磁控溅射生长托盘中后将托盘放入腔室中的相应的衬底托盘卡位；接下来对真空室抽真空，当腔室内的压强达到4×10^‑4Pa以下时打开加热器对衬底进行加热，当温度达到设定温度时开始对腔室内充气；设定温度为100℃～450℃，所充入气体为O₂与Ar的混合气，O₂在混合气体中的比例为1%～90%，生长过程中保持腔室内的压强恒定，压强为0.1Pa～5Pa；溅射功率为10W~200W；生长时间为1min～100min；（3）扩散层生长过程：本实验采用射频反应共溅射方法制备铜掺杂非晶态氧化镍薄膜，使用的靶材为纯度为99.99%的金属镍与纯度为99.9%的金属铜；制备时首先将长有结晶态氧化镍薄膜的ITO玻璃装入磁控溅射生长托盘中后将托盘放入腔室中的相应的衬底托盘卡位，设定温度为100℃～450℃，所充入气体为O₂与Ar的混合气，O₂在混合气体中的比例为1%～90%，生长过程中保持腔室内的压强恒定，压强为0.1Pa～5Pa，镍靶溅射功率为10W~200W，铜靶溅射功率为10W~200W；生长时间为1min～100min。