一种化学溶液沉积法制备Sm2O3薄膜的方法技术

本发明专利技术公开一种化学溶液沉积法制备Sm2O3薄膜的方法，包括：将分析纯的Sm(NO3)3·6H2O溶解于乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.1～0.5mol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂，室温下搅拌均匀形成透明均匀稳定的淡黄色溶液；滴加适量配制好的前驱液于基板表面，并打开匀胶机以旋涂镀膜至均匀；将匀胶后得到的湿膜放在烤胶板上烘干后放入小型快速退火炉内于200～500℃进行退火；退火完成后随炉冷却至室温，再重复旋涂退火工艺，直至Sm2O3薄膜达到所需厚度。该反应的原料易得且成本低，工艺设备简单，溶胶粒径均匀，能耗低，且该反应在常温常压下进行，安全性好，可行性强。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术涉及薄膜材料制备领域，具体涉及一种化学溶液沉积法(CSD)制备Sm2O3。【
技术介绍
】Sm2O3是一种淡黄色粉末，化学性质稳定，不溶于水，易溶于无机酸。Sm2O3是新一代的能量转化材料和光电薄膜材料。薄膜材料种类繁多，应用广泛，目前常用的有:超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜、介质薄膜、绝缘薄膜、钝化与保护薄膜、压电薄膜、铁电薄膜、光电薄膜、磁电薄膜、磁光薄膜等。Sm2O3薄膜既可用于制备光学开关、数据存储、光电转换元件和电学开关等，还可用于电子器体、磁性材料及特种玻璃的滤光器中，故制备Sm2O3薄膜材料具有非常大的研究价值。目前所报道的制备薄膜材料的方法主要为水热法, Journal of Alloysand Compounds, 2013, 549:1-5]、气相沉积法, Ceramics Internat1nal, 2014,40 (10):15919-15923]。其中水热法对设备要求高，技术难度大，安全性能较差；气相沉积法制备薄膜对设备要求及实验条件要求较高，制备成本比较高且不容易对产物进行控制。【
技术实现思路
】本专利技术的目的在于提供一种化学溶液沉积法制备Sm2O3，该方法设备要求低、工艺简单，且操作简便、能耗低、容易控制、安全性好；所制备的Sm2O3薄膜材料厚度均匀，适用于大面积制备。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种化学溶液沉积法制备Sm2O3，包括以下步骤:I)将玻璃基片清洁干净备用；2)将分析纯的Sm(NO3)3.6Η20溶解于乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.1?0.5mol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂，室温下搅拌均匀形成透明均匀稳定的淡黄色溶液；3)将干净的玻璃基片置于匀胶机上，滴加适量配制好的前驱液于基板表面，并打开匀胶机以旋涂镀膜至均匀；4)将匀胶后得到的湿膜放在烤胶板上烘干后放入小型快速退火炉内于200?500 °C进行退火；5)退火完成后随炉冷却至室温，再重复旋涂退火工艺，直至Sm2O3薄膜达到所需厚度。本专利技术进一步的改进在于:乙二醇甲醚与醋酸酐体积比控制在(3?4):1。本专利技术进一步的改进在于:步骤3)中匀胶机的转速为3000?4000r/min ;匀胶时间为20sο本专利技术进一步的改进在于:退火时保温2?5h后随炉冷却至室温。本专利技术进一步的改进在于:步骤I)具体包括以下步骤:将玻璃基片分别在去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中超声水洗lOmin，并封存于无水乙醇中备用。本专利技术进一步的改进在于:包括以下步骤:I)将玻璃基片分别在去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中超声水洗lOmin，并封存于无水乙醇中备用；2)将分析纯的Sm(NO3) 3.6Η20溶解于40ml的乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.3mol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂，室温下搅拌4h形成透明均匀稳定的淡黄色溶液；乙二醇甲醚与醋酸酐体积比控制在3:1 ;3)将步骤I)清洗干净的玻璃基片置于匀胶机上，滴加适量配制好的前驱液于基板表面，并打开匀胶机以4000r/min的速度旋涂镀膜20s左右至均匀；4)将步骤3)匀胶后得到的湿膜放在烤胶板上100°C烘烤30min后放入小型快速退火炉内退火，退火温度为300°C，保温4h后随炉冷却至室温；5)再重复旋涂退火工艺，直至Sm2O3薄膜达到所需厚度。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术以化学溶液沉积法(CSD)制备Sm2O3薄膜材料，利用Sm (NO 3) 3.6H20为原料，乙二醇甲醚作为溶剂，醋酸酐作脱水剂，玻璃基片为基板利用旋涂法制备湿膜并经重复旋涂退火工艺制得Sm2O3薄膜材料。该反应的原料易得且成本低，工艺设备简单，溶胶粒径均匀，能耗低，且该反应在常温常压下进行，安全性好，可行性强，所以非常经济、实用，具有非常好的工业化前景。【【附图说明】】图1是本专利技术实施例2所制备的Sm2O3薄膜的XRD图。【【具体实施方式】】实施例1:I)将玻璃基片分别在去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中超声水洗lOmin，并封存于无水乙醇中备用；2)将分析纯的Sm(NO3) 3.6Η20溶解于40ml的乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.2mol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂(乙二醇甲醚与醋酸酐体积比控制在4:1)，室温下搅拌2h形成透明均匀稳定的淡黄色溶液。3)将步骤I)清洗干净的玻璃基片置于匀胶机上，滴加适量配制好的前驱液于基板表面，并打开匀胶机以4000r/min的速度旋涂镀膜20s左右；4)将步骤3)匀胶后得到的湿膜放在烤胶板上80°C烘烤30min后放入小型快速退火炉内退火，退火温度为200°C，保温2h后随炉冷却至室温；5)退火完成后随炉冷却至室温，再重复旋涂退火工艺，直至Sm2O3薄膜达到所需厚度。实施例2:I)将玻璃基片分别在去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中超声水洗lOmin，并封存于无水乙醇中备用；2)将分析纯的Sm(NO3) 3.6Η20溶解于40ml的乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.lmol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂(乙二醇甲醚与醋酸酐体积比控制在4:1)，室温下搅拌4h形成透明均匀稳定的淡黄色溶液。3)将步骤I)清洗干净的玻璃基片置于匀胶机上，滴加适量配制好当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学溶液沉积法制备Sm2O3薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将玻璃基片清洁干净备用；2)将分析纯的Sm(NO3)3·6H2O溶解于乙二醇甲醚溶剂中，配制成Sm3+浓度为0.1～0.5mol/L的溶液；待溶解完全后，向其中加入醋酸酐溶剂，室温下搅拌均匀形成透明均匀稳定的淡黄色溶液；3)将干净的玻璃基片置于匀胶机上，滴加适量配制好的前驱液于基板表面，并打开匀胶机以旋涂镀膜至均匀；4)将匀胶后得到的湿膜放在烤胶板上烘干后放入小型快速退火炉内于200～500℃进行退火；5)退火完成后随炉冷却至室温，再重复旋涂退火工艺，直至Sm2O3薄膜达到所需厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：殷立雄，张东东，黄剑锋，孔新刚，王菲菲，吴雅博，梁忠，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61