六角相三氧化二铈单晶薄膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种六角相三氧化二铈单晶薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供反应腔室，所述反应腔室中包括样品台；将铈块装入蒸发源；将所述反应腔室抽真空；加热所述蒸发源；提供钨单晶衬底，对所述钨单晶衬底进行处理以获得原子级平整的表面；将处理后的所述钨单晶衬底放置在所述样品台上；继续加热所述蒸发源，从而得到铈薄膜；向所述反应腔室中充入氧气，使得所述铈薄膜氧化为六角相三氧化二铈；以及对所述六角相三氧化二铈进行退火，从而得到所述六角相三氧化二铈单晶薄膜。本发明专利技术提供了一种全新的六角相三氧化二铈单晶薄膜的制备方法。本发明专利技术还提供一种由所述制备方法制备的六角相三氧化二铈单晶薄膜以及六角相三氧化二铈单晶薄膜的应用。

Hexagonal ceria single crystal thin film and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
六角相三氧化二铈单晶薄膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及六角相三氧化二铈的
，尤其涉及一种六角相三氧化二铈单晶薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
铈离子具有两种不同的化学价态，正三价和正四价，因此最常见的化学计量比的氧化铈有：只包含三价铈离子的六角相三氧化二铈和只包含四价铈离子的二氧化铈。由于铈离子的化学价态非常容易转化，由此导致在六角相三氧化二铈和二氧化铈之间还存在众多非化学计量比的氧化形态。常温常压下的二氧化铈比较稳定，但是在高温或者还原性气氛下，二氧化铈中的四价铈离子可以被还原成三价而部分转变成非化学计量比的氧化铈甚至是六角相三氧化二铈，但是一般来说很难被彻底转化成六角相三氧化二铈。且在通常的条件下，六角相三氧化二铈极不稳定，很容易被氧化成四价铈，因此无法稳定存在和保存。现有技术中对六角相三氧化二铈的研究通常是将二氧化铈高温下重还原得到，但大部分情况下六角相三氧化二铈混杂有其他结构的氧化铈，极少能够获得较纯六角相三氧化二铈，因此其本征基本性质的研究较少。由于氧化铈在催化、能源转化和生物医学中有着广泛应用，而三氧化二铈是其常见的还原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六角相三氧化二铈单晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n提供反应腔室，所述反应腔室中包括样品台；/n将铈块装入蒸发源，并将装有所述铈块的所述蒸发源安装至所述反应腔室中，使得所述蒸发源的出口朝向所述样品台；/n将所述反应腔室抽真空，使得所述反应腔室内的真空度小于1×10

【技术特征摘要】
1.一种六角相三氧化二铈单晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供反应腔室，所述反应腔室中包括样品台；
将铈块装入蒸发源，并将装有所述铈块的所述蒸发源安装至所述反应腔室中，使得所述蒸发源的出口朝向所述样品台；
将所述反应腔室抽真空，使得所述反应腔室内的真空度小于1×10-10mbar；
加热所述蒸发源以去除所述铈块中的杂质；
提供钨单晶衬底，对所述钨单晶衬底进行处理以获得原子级平整的表面；
将处理后的所述钨单晶衬底放置在所述样品台上，并使得所述钨单晶衬底表面朝向所述蒸发源；
继续加热所述蒸发源以使所述铈块中的铈原子蒸发到所述钨单晶衬底的所述表面，从而得到铈薄膜；
向所述反应腔室中充入氧气至所述反应腔室内的真空度为1×10-9～9×10-9mbar，使得所述铈薄膜氧化为六角相三氧化二铈；以及
对所述六角相三氧化二铈进行退火，从而得到所述六角相三氧化二铈单晶薄膜。


2.如权利要求1所述的六角相三氧化二铈单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述原子级平整的表面为所述钨单晶衬底的(110)晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯卫，郝群庆，陈秋云，刘琴，谭世勇，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51