一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜及其制备方法技术

一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜及其制备方法，属半导体材料技术领域。这种薄膜具有如下通式：(AlyCoCrFeNi)1‑xOx，x=0.3～0.7，y=0～1.0，磁控溅射靶材Al:Co:Cr:Fe:Ni的原子比为y:1:1:1:1；薄膜呈纳米晶或非晶态，整体氧化。通过调整x和y可使带隙宽度在2.20～4.20 eV区间、硬度在7～20 Gpa区间、电阻率在1×107～1×1019μΩ·cm区间连续变化，且在不同基体上生长的薄膜呈现透明或不同颜色。磁控溅射法制备薄膜方法成熟，可获得纳米晶或非晶态结构，整体氧化、薄膜均匀致密且表面平整。该薄膜灵活选择改变金属元素或改变氧分压来大范围调整，又可以带来性能（带隙宽度、硬度、电阻率、颜色等）的大范围调整，拓宽了薄膜的应用领域，可应用于光学、微电子器件、高硬耐磨及装饰薄膜等领域。

AlCoCrFeNi high entropy alloy oxide semiconductor thin film with variable bandgap and its preparation method

A variable band gap Al CoCrFeNi high entropy alloy oxide semiconductor film and its preparation method belong to the technical field of semiconductor materials. The film has the following general formula: (AlyCoCrFeNi) 1 xOx, x=0.3 ~ 0.7, y=0 ~ 1, the atomic ratio of Al:Co:Cr:Fe:Ni of magnetron sputtering target is y:1:1:1:1; the film is nanocrystalline or amorphous, and the whole oxidation is. By adjusting X and y, the band gap width can be changed continuously in the range of 2.20 to 4.20 eV, the hardness in the 7~20 Gpa interval, and the resistivity at 1 x 107~1 * 1019 muomega cm, and the films on different substrates are transparent or different color. Nanocrystalline or amorphous structure can be obtained by magnetron sputtering. The film is uniform and compact with smooth surface. The film can be flexible to change metal elements or change oxygen partial pressure to adjust in a wide range, and can also bring a wide range of performance (band gap width, hardness, resistivity, color, etc.), widening the field of film application, and can be applied to optical, microelectronic devices, hard wear resistance and decorative film and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜及其制备方法，其属半导体材料

技术介绍
高熵合金相对于传统合金存在以下优点：①高熵合金中每种元素均为主要元素，原子百分比在5%～35%，不同于传统合金中的添加元素，合金的性质由所有元素集体主导；②由于多元素混合后产生的高熵效应，高熵合金倾向于多种元素互相固溶而形成结构单一的固溶体，避免了传统合金由于少量添加元素而易产生金属间化合物硬脆相的缺点；③高熵合金结构和性能的变化随着元素含量的改变有着较大的敏感性，可通过小范围改变元素含量而有效地调节合金的性能。已经有研究表明在对高熵合金进行氧化的研究中发现：合金发生整体氧化而非生成每个金属元素单独氧化物的集合，但是高熵氧化物是宽带隙半导体还没有报道。在此基础上，高熵合金氧化物相对于单元素金属氧化物存在如下优势：①可通过改变高熵合金中的任一组元而轻易改变其氧化物的体系和性能；②氧化物薄膜的制备方法简易，磁控溅射可以灵活改变靶材成分和氧分压，调整薄膜成分从而获得不同的性能。构成高熵合金的组元如A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜，其特征在于：该薄膜具有如下通式：(AlyCoCrFeNi)1‑xOx，随x=0.3～0.7，y=0～1.0变化，该材料的带隙宽度在2.20～4.20 eV区间可调，磁控溅射靶材Al:Co:Cr:Fe:Ni的原子比为y:1:1:1:1；该薄膜呈纳米晶或非晶态，AlCoCrFeNi整体氧化。

【技术特征摘要】
1.一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜，其特征在于：该薄膜具有如下通式：(AlyCoCrFeNi)1-xOx，随x=0.3～0.7，y=0～1.0变化，该材料的带隙宽度在2.20～4.20eV区间可调，磁控溅射靶材Al:Co:Cr:Fe:Ni的原子比为y:1:1:1:1；该薄膜呈纳米晶或非晶态，AlCoCrFeNi整体氧化。2.根据权利要求1所述的一种可变带隙的AlCoCrFeNi高熵合金氧化物半导体薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）制备合金溅射靶材，其步骤如下：靶材金属组元的纯度均不低于99.9wt.%，合金靶材采用两种方式制备：①直接熔炼合金靶：按所需配比称取各组元进行真空熔炼，可通过调整溅射参数以及靶材金属组元的配比改变薄膜成分；②拼接靶：采用单质金属组元直接拼接镶嵌成靶，可通过调整各金属单质所占靶面积改变薄膜成分；（二）制备可变带隙的A...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓娜，王辰玉，程肖甜，利助民，于庆潇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21