本发明涉及导电材料领域，具体涉及一种氧化镁导电薄膜的制备方法。
背景技术：
近些年透明导电氧化物薄膜一直是光电领域的热点，其中ITO薄膜是目前研究和应用最广泛的透明导电氧化物(TCO)薄膜，因其良好的光电特性而被广泛应用于各种光电器件，但因原材料价格昂贵、铟资源稀少且对环境造成污染，从而限制了它的发展和应用。
第二代高温超导涂层导体的研制中，如何获得具有双轴织构特性的带材是关键所在。目前，涂层导体的制备技术路线主要包括以下两种：轧制辅助双轴织构基带技术(RABiTS)和离子束辅助沉积技术(IBAD)。
但是IBAD技术制备MgO仍然存在一些弊端，从而影响了其商业应用价值。主要存在两个方面的弊端：(1)IBAD制备的MgO的厚度超过临界厚度10nm时，其面内织构度会变差；(2)MgO需要沉积在粗超度小于2nm的基底上。
技术实现要素：
本发明提供一种氧化镁导电薄膜的制备方法，该制备方法普适性好、设备要求低、制备简单、重复性好，一方面可以降低MgO生长时对基带的质量要求并能够制备更厚的MgO层，另一方面可以更好的控制MgO沿特定取向生长，制得优异双轴织构特性的MgO薄膜。
为了实现上述目的，本发明提供了一种氧化镁导电薄膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）制备靶材
将氧化镁粉与锡粉混合，掺杂的锡粉的质量含量为1％，然后对原料粉体进行球磨处理，得到粒度细而均匀的类球形颗粒；
将处理过的粉末进行装模；
装模后进行冷等静压，压力范围100MPa-200MPa，而后进行烧制，烧制温度范围为1200℃-1500℃；
烧制后得到半成品，静置冷却后对半成品进行机械加工，确保内外曲面光滑平整，得到靶材。
（2）处理衬底
研磨抛光并清洗玻璃衬底，备用；
（3）将靶材装入多通道离子束溅射镀膜系统中的靶位上；将衬底固定在走带系统内；关闭离子束溅射镀膜系统的腔室，先后开启机械泵和分子泵将腔室抽真空；
通入氧气和氩气，调节腔室内的气压值，温度为室温；启动走带系统，设置走带速率；打开反射高能电子衍射仪，进行 预热，开启沉积速率检测系统；
调节溅射沉积离子源和辅助沉积离子源的功率，并同时进行预溅射处理；待气压、反射高能电子衍射仪、射频电流、射频电压稳定后，进行镀膜，衬底多次通过镀膜区镀膜；利用反射高能电子衍射仪监测MgO薄膜的质量，利用沉积速率检测系统监测MgO薄膜的厚度；镀膜完成以后，关闭离子束，将射频电流和电压调至零，停止走带系统，关闭反射高能电子衍射仪及沉积速率检测系统，关闭氧气和氩气；通入氮气，卸掉真空，取出样品。
优选的，所述中腔室的真空度为4×10-7Torr-5×10-5Torr，所述氩气流量为30-60sccm，氧气流量为10-30sccm；混合气中氩气所占的体积比例为50％-70％，氧气所占的比例为30％-40％；腔室内的真空度为1×10-4Torr-5×10-4Torr，所述步溅射沉积离子源的射频电流值为800-1000mA，射频电压值为1000-1100V；辅助沉积离子源的射频电流值为300-400mA，射频电压值为500-600V。
优选的，在所述步骤（2）中，所述研磨抛光，可将衬底先在600目的金刚石砂轮盘上进行粗磨10min，然后在1200目的金刚石砂轮盘上进行细磨10min，再用W2.5的金刚石抛光粉进行抛光至试样表面均匀光亮，所述超声清洗，可将研磨抛光后的衬底按以下顺序清洗，丙酮超声清洗5min→无水乙醇超声清洗5min→烘干待用，所述离子源清洗，可采用霍尔离子源对衬底进行清洗5min，压强为2×10-2Pa，衬底温度为300℃，氩气通量为10sccm，偏压为-100V，阴极电流为29.5A，阴极电压为19V，阳极电流为7A，阳极电压为80V，以清除衬底表面的吸附气体以及杂质，提高溅射层与衬底的结合强度以及成膜质量。
具体实施方式
实施例一
将氧化镁粉与锡粉混合，掺杂的锡粉的质量含量为1％，然后对原料粉体进行球磨处理，得到粒度细而均匀的类球形颗粒； 将处理过的粉末进行装模； 装模后进行冷等静压，压力范围100MPa，而后进行烧制，烧制温度范围为1200℃℃； 烧制后得到半成品，静置冷却后对半成品进行机械加工，确保内外曲面光滑平整，得到靶材。
研磨抛光并清洗玻璃衬底，备用。所述研磨抛光，可将衬底先在600目的金刚石砂轮盘上进行粗磨10min，然后在1200目的金刚石砂轮盘上进行细磨10min，再用W2.5的金刚石抛光粉进行抛光至试样表面均匀光亮，所述超声清洗，可将研磨抛光后的衬底按以下顺序清洗，丙酮超声清洗5min→无水乙醇超声清洗5min→烘干待用，所述离子源清洗，可采用霍尔离子源对衬底进行清洗5min，压强为2×10-2Pa，衬底温度为300℃，氩气通量为10sccm，偏压为-100V，阴极电流为29.5A，阴极电压为19V，阳极电流为7A，阳极电压为80V，以清除衬底表面的吸附气体以及杂质，提高溅射层与衬底的结合强度以及成膜质量。
将靶材装入多通道离子束溅射镀膜系统中的靶位上；将衬底固定在走带系统内；关闭离子束溅射镀膜系统的腔室，先后开启机械泵和分子泵将腔室抽真空；
通入氧气和氩气，调节腔室内的气压值，温度为室温；启动走带系统，设置走带速率；打开反射高能电子衍射仪，进行 预热，开启沉积速率检测系统；
调节溅射沉积离子源和辅助沉积离子源的功率，并同时进行预溅射处理；待气压、反射高能电子衍射仪、射频电流、射频电压稳定后，进行镀膜，衬底多次通过镀膜区镀膜；利用反射高能电子衍射仪监测MgO薄膜的质量，利用沉积速率检测系统监测MgO薄膜的厚度；镀膜完成以后，关闭离子束，将射频电流和电压调至零，停止走带系统，关闭反射高能电子衍射仪及沉积速率检测系统，关闭氧气和氩气；通入氮气，卸掉真空，取出样品。
所述中腔室的真空度为4×10-7Torr-5，所述氩气流量为30sccm，氧气流量为10sccm；混合气中氩气所占的比例为50％，氧气所占的比例为30％-40％；腔室内的真空度为1×10-4Torr，所述步溅射沉积离子源的射频电流值为800-1000mA，射频电压值为1000V；辅助沉积离子源的射频电流值为300mA，射频电压值为500V。
实施例二
将氧化镁粉与锡粉混合，掺杂的锡粉的质量含量为1％，然后对原料粉体进行球磨处理，得到粒度细而均匀的类球形颗粒； 将处理过的粉末进行装模； 装模后进行冷等静压，压力范围200MPa，而后进行烧制，烧制温度范围为1500℃； 烧制后得到半成品，静置冷却后对半成品进行机械加工，确保内外曲面光滑平整，得到靶材。
研磨抛光并清洗玻璃衬底，备用。所述研磨抛光，可将衬底先在600目的金刚石砂轮盘上进行粗磨10min，然后在1200目的金刚石砂轮盘上进行细磨10min，再用W2.5的金刚石抛光粉进行抛光至试样表面均匀光亮，所述超声清洗，可将研磨抛光后的衬底按以下顺序清洗，丙酮超声清洗5min→无水乙醇超声清洗5min→烘干待用，所述离子源清洗，可采用霍尔离子源对衬底进行清洗5min，压强为2×10-2Pa，衬底温度为300℃，氩气通量为10sccm，偏压为-100V，阴极电流为29.5A，阴极电压为19V，阳极电流为7A，阳极电压为80V，以清除衬底表面的吸附气体以及杂质，提高溅射层与衬底的结合强度以及成膜质量。
将靶材装入多通道离子束溅射镀膜系统中的靶位上；将衬底固定在走带系统内；关闭离子束溅射镀膜系统的腔室，先后开启机械泵和分子泵将腔室抽真空；
通入氧气和氩气，调节腔室内的气压值，温度为室温；启动走带系统，设置走带速率；打开反射高能电子衍射仪，进行 预热，开启沉积速率检测系统；
调节溅射沉积离子源和辅助沉积离子源的功率，并同时进行预溅射处理；待气压、反射高能电子衍射仪、射频电流、射频电压稳定后，进行镀膜，衬底多次通过镀膜区镀膜；利用反射高能电子衍射仪监测MgO薄膜的质量，利用沉积速率检测系统监测MgO薄膜的厚度；镀膜完成以后，关闭离子束，将射频电流和电压调至零，停止走带系统，关闭反射高能电子衍射仪及沉积速率检测系统，关闭氧气和氩气；通入氮气，卸掉真空，取出样品。
所述中腔室的真空度为5×10-5Torr，所述氩气流量为60sccm，氧气流量为30sccm；混合气中氩气所占的比例为70％，氧气所占的比例为-40％；腔室内的真空度为5×10-4Torr，所述步溅射沉积离子源的射频电流值为1000mA，射频电压值为1100V；辅助沉积离子源的射频电流值为400mA，射频电压值为600V。