一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件及其制备方法技术

一种聚对苯二甲酸乙二酯衬底异质结构及其制备方法，属于薄膜制备技术领域。所述异质结构是在苯二甲酸乙二酯衬底层上依次制备第一AZO透明导电薄膜、SnO2材料层、VO2材料层、第二AZO透明导电薄膜及抗腐蚀保护层。本发明专利技术以苯二甲酸乙二酯材料衬底基片，采用SnO2作为缓冲层，VO2/SnO2异质结构结合，采用AZO作为透明导电电极，最后蒸镀耐腐蚀的TiN材料，可以制备出高质量廉价的器件；同时，该制备工艺简单，可实现规模生产。

Polyphenyl two formic acid ethyl ester two substrate heterostructure device and preparation method thereof

The present invention relates to a polyethylene terephthalate two ester substrate heterostructure and a preparation method thereof, which belongs to the technical field of film preparation. The heterostructure is in turn on the preparation of the first AZO transparent conductive film, the SnO2 material layer, the VO2 material layer, the second AZO transparent conductive film and the corrosion protection layer on the substrate layer of the benzoate two formate. The invention uses SnO2 as substrate substrate, SnO2 as buffer layer, VO2/SnO2 heterostructure, AZO as transparent conductive electrode and finally steamed corrosion resistant TiN material, and high quality and cheap devices can be prepared. At the same time, the preparation process is simple and can be produced in scale.

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件及其制备方法
本专利技术属于可逆半导体到金属(SMT)一级转变涂层的制造
，特别是涉及一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件及其制备方法。
技术介绍
二氧化钒(VO2)在341K的临界温度(Tc)下发生温度驱动的可逆半导体到金属(SMT)一级转变，并伴随着晶体对称性的改变。在低于Tc的温度下，VO2处于单斜晶相(P21/c)的半导体态，其中V原子对的能量间隙为0.6eV。在高于Tc的温度下，VO2处于四方晶系(P42/mnm)金属态，其中在费米能级和V3d带之间的重叠消除了上述带隙。这种晶体对称性和电子带结构的跃迁通常伴随着其电阻率和近红外传输的突然变化。因此，VO2长期以来被认为是智能材料中的关键材料，凭借这些独特的性能，VO2薄膜已被广泛研究。众所周知，衬底的选择对所生长的薄膜的电学和光学性质有重要的影响。然而，由于其价格问题的存在以及柔性器件的研制问题，很难在柔性PET基片上制备出高品质廉价的VO2薄膜材料质结构。所以在柔性PET上制备出高质量廉价的VO2材料是丞待解决的问题。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术提供一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，从下到上依次包括聚苯二甲酸乙二酯衬底层、第一导电层、SnO2材料层、VO2材料层、第二导电层、抗腐蚀保护层。优选地，所述第一导电层和第二导电层均为AZO透明导电薄膜。优选地，所述抗腐蚀保护层为TiN抗腐蚀保护层。优选地，所述聚苯二甲酸乙二酯衬底层的厚度为0.4～1.2mm。本专利技术所述聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件的制备方法，在聚苯二甲酸乙二酯衬底层上依次制备第一AZO透明导电薄膜、SnO2材料层、VO2材料层、第二AZO透明导电薄膜及抗腐蚀保护层。优选地，在所述聚苯二甲酸乙二酯衬底层上制备第一AZO透明导电层：将聚苯二甲酸乙二酯基片采用离子水超声波清洗10分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.0×10-3Pa真空的条件下，在其聚苯二甲酸乙二酯基片上沉积制备AZO透明导电薄膜电极；其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比8:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.9％，制备温度为200℃～400℃，制备时间为60分钟。优选地，采用磁控溅射沉积制备SnO2材料层，在1.0×10-3Pa真空的条件下，其工艺参数条件是：氧气作为气体反应源，其氧气流量为80～120sccm，反应溅射二氧化锡靶材的纯度为99.9％，制备温度为200℃～400℃，制备时间30分钟至180分钟。优选地，采用磁控溅射沉积制备VO2材料层，在1.0×10-3Pa真空的条件下，制备VO2薄膜材料，其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比8:1，反应溅射二氧化钒靶材的纯度为99.9％，制备温度为100℃～300℃，制备时间为180～220分钟。优选地，采用磁控溅射制备第二AZO透明导电薄膜：将真空抽到1.0×10-3Pa真空的条件下，其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比5:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.9％，制备温度为100℃～300℃，制备时间为20～30分钟。优选地，采用磁控溅射制备抗腐蚀保护层，该抗腐蚀保护层为TiN抗腐蚀保护涂层，其工艺参数条件是：氮气作为气体反应源，其氮气流量为30～80sccm，反应溅射氮化钛靶材的纯度为99.99％，衬底温度为100℃～400℃，制备时间为15-25分钟。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术采用聚苯二甲酸乙二酯(PET)材料作为衬底基片，相对于其他衬底材料，聚苯二甲酸乙二酯(PET)的价格是最廉价的，而且批量大，柔性好，可制备柔性器件。采用SnO2作为缓冲层，VO2/SnO2异质结构结合聚苯二甲酸乙二酯(PET)材料作为衬底，可以制备出高质量廉价柔性结构的器件。采用SnO2作为缓冲层，一方面可以缓解柔性PET与VO2材料晶格失配大的难题，可以制备出高质量的VO2材料，一方面SnO2作为缓冲层价格廉价，对环境友好。而后采用AZO作为器件的导电电极，可以作为透明导电电极使用也可以减少薄膜之间的晶格失配。然后最后蒸镀其TiN材料，TiN材料硬度大，耐腐蚀，有效解决了器件的腐蚀问题，进一步提高了器件的使用寿命。该制备工艺简单，可实现规模生产。2.本专利技术采用聚苯二甲酸乙二酯(PET)作为衬底层，由于其为柔性衬底，可以制备出高质量的柔性器件，在其表面制备AZO导电薄膜，AZO导电薄膜作为电极使用，起到器件电极连接的作用，SnO2材料层作为P型材料，一方面与n型VO2材料层形成PN结，组成器件，其次SnO2材料可以作为缓冲层，减小VO2材料与衬底聚苯二甲酸乙二酯(PET)晶格适配，可以制备出高质量的VO2材料，之后继续制备AZO导电薄膜，作为器件电极使用，最后制备抗腐蚀保护层，保护器件不被腐蚀，增强其使用寿命。附图说明图1为本专利技术异质结构器件的示意图。图2为本专利技术实施例1～3样品VO2/SnO2异质结构的表面SEM形貌。图3为本专利技术实施例1～3样品结合能在0-1100eV范围内的XPS测量光谱。图中：1.聚苯二甲酸乙二酯衬底层，2.第一导电层，3.SnO2材料层，4.VO2材料层，5.第二导电层，6.抗腐蚀保护层。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术中XPS使用的是ThermoScientificESCALAB250XiX射线光电子能谱仪，该设备使用的是Aka1486.8eV射线源，可以达到3x10-8Pa的真空腔室。本专利技术利用的样品测试所用的SEM的型号是JSM-6360LV，生产于日本。设备参数为0.5-30kV的加速电压，8-30万倍的放大倍数，高低真空的条件下的二次电子分辨率分别是3nm和4nm。如图1所示，本专利技术一种聚苯二甲酸乙二酯(PET)衬底异质结构，从下到上依次包括聚苯二甲酸乙二酯(PET)衬底层1、第一导电层2、SnO2材料层3、VO2材料层4、第二导电层5、抗腐蚀保护层6。所述第一导电层2和第二导电层5均为AZO透明导电薄膜，厚度为100nm至800nm。所述抗腐蚀保护层6为TiN抗腐蚀保护层，厚度为500nm至900nm。所述聚苯二甲酸乙二酯(PET)衬底层1的厚度为0.4～1.2mm。所述SnO2材料层厚度为500nm至900nm。所述VO2材料层厚度为400nm至900nm。本专利技术是在聚苯二甲酸乙二酯(PET)衬底层1上依次制备第一AZO透明导电层、SnO2材料层3、VO2材料层4、第二AZO透明导电层及抗腐蚀保护层6。实施例1：本例所述第一导电层2和第二导电层5均为AZO透明导电薄膜，其厚度均为100nm。所述抗腐蚀保护层6为TiN抗腐蚀保护层，厚度为500nm。所述聚对苯二甲酸乙二酯(PET)衬底层1的厚度为0.4；SnO2材料层3厚度为500nm；VO2材料层4厚度为400nm。本例的制备方法，按如下步骤进行：1.在所述聚苯二甲酸乙二酯(PET)衬底层1上制备第一AZO透明导电薄膜：将聚苯二甲酸乙二酯(PET)基片采用离子水超声波清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，其特征在于：从下到上依次包括聚苯二甲酸乙二酯衬底层、第一导电层、SnO2材料层、VO2材料层、第二导电层、抗腐蚀保护层。

【技术特征摘要】
1.一种聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，其特征在于：从下到上依次包括聚苯二甲酸乙二酯衬底层、第一导电层、SnO2材料层、VO2材料层、第二导电层、抗腐蚀保护层。2.根据权利要求1所述聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，其特征在于：所述第一导电层和第二导电层均为AZO透明导电薄膜。3.根据权利要求1所述的聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，其特征在于：所述抗腐蚀保护层为TiN抗腐蚀保护层。4.根据权利要求1所述的聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件，其特征在于：所述聚苯二甲酸乙二酯衬底层的厚度为0.4～1.2mm。5.一种如权利要求1所述聚苯二甲酸乙二酯衬底异质结构器件的制备方法，其特征在于：在聚苯二甲酸乙二酯衬底层上依次制备第一AZO透明导电薄膜、SnO2材料层、VO2材料层、第二AZO透明导电薄膜及抗腐蚀保护层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在所述苯二甲酸乙二酯衬底层上制备第一AZO透明导电层：将苯二甲酸乙二酯基片采用离子水超声波清洗10分钟后，吹干送入磁控溅射反应室，在1.0×10-3Pa真空的条件下，在其苯二甲酸乙二酯基片上沉积制备AZO透明导电薄膜电极；其工艺参数条件是：氩气和氧气作为混合气体反应源，其氩气和氧气流量比8:1，反应溅射氧化锌掺杂铝靶材的纯度为99.9％，制备温度为200℃～400℃，制备时间为60分钟。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱材，张东，赵琰，王健，宋世巍，王刚，丁艳波，王晗，刘莉莹，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21