一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于半导体薄膜材料制备技术领域，尤其涉及一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料包括自下而上依次层叠设置的基底、ZnS层、Sn层和ZnO层。本发明专利技术提供的ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜由ZnS层、Sn层和ZnO层依次排列构成三明治结构，具有优异的光学吸收能力且其高光吸收系数一直保持到可见光区(次强度吸收峰位于可见光区)；带隙窄、响应速度快。本发明专利技术使用的ZnS、Sn和ZnO半导体材料的晶格错配度小，所得ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料的内应力及缺陷较小；且以ZnO致密薄膜为包覆层起到了保护内部不易被氧化，从而延长了薄膜材料的使用寿命。

A ZnS / Sn / ZnO heterostructure thin film material and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及半导体薄膜材料制备
，尤其涉及一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料及其制备方法和应用。
技术介绍
太阳能驱动的光催化水分解氢气已成为解决能源危机和环境问题最具吸引力的可再生能源技术之一。然而，寻找在可见光下具有相对高的活性、低成本和长期稳定性的理想光催化剂在实际应用中仍然是一个巨大的挑战。迄今为止，科研人员已经进行了许多努力来开发合适的半导体光催化剂以获得高效的光催化水分解性能。耦合多种单一材料形成范德瓦尔斯(vdW)异质结构，是一种有效改善材料综合性能的途径，这种做法已在石墨烯/GaAs、GaP/AlP、ZnS/ZnSe、MoS2/InP和MoSe2/GaN异质结构中得到证实。由这些二维vdW异质结构薄层材料组成的器件，特别适用于超柔性、高性能的电子和光电探测器等器件中。然而，仅在基体上耦合一种二维材料而形成的器件会受到光响应和响应时间的限制。XiongY.F.等人利用逐层转移法成功的在光纤端面上组装微米级多层石墨烯-MoS2-WS2的vdW异质结构薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料，其特征在于，包括自下而上依次层叠设置的基底、ZnS层、Sn层和ZnO层。/n

【技术特征摘要】
1.一种ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料，其特征在于，包括自下而上依次层叠设置的基底、ZnS层、Sn层和ZnO层。


2.根据权利要求1所述的ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料，其特征在于，所述ZnS层的厚度为50～120nm，所述Sn层的厚度为50～120nm，所述ZnO层的厚度为50～120nm。


3.权利要求1或2所述ZnS/Sn/ZnO异质结构薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以ZnO陶瓷为靶材，在衬底上进行第一溅射，得到ZnO薄膜；
将所述ZnO薄膜在空气氛围下进行第一退火处理，将所得薄膜在硫化气体中进行硫化退火，得到ZnS薄膜；
以所述ZnS薄膜为基体，以单晶Sn为靶材，依次进行第二溅射和第二退火处理，得到ZnS/Sn薄膜；
以所述ZnS/Sn薄膜为基体，以ZnO陶瓷为靶材，依次进行第三溅射和第三退火处理，得到ZnS/Sn/ZnO薄膜材料。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述ZnO陶瓷的纯度为99.99％，直径为40～80mm，厚度为3～5mm。


5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一溅射的条件为：氧压≥0.25Pa，工作气压为0.3～1Pa，衬底温度为40～120℃，靶材和衬底的间距为25～60mm，溅射功率为30～120W，沉积时间为20～50min；
所述第一退火处理的温度为100～400℃，时间为1～3h。


6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述硫化气体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓龙，郭艳欣，熊爱虎，詹放，阴树标，曹建春，黎敬涛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53