专利名称：一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法
技术领域：
本发明属于薄膜材料的制备工艺，尤其涉及一种在硅基片上得到择优取向氯化铵薄膜的制备方法。
背景技术：
近年来薄膜技术不断发展，各种功能薄膜材料的制备成为研究的热点。制备这些薄膜材料时通常都需要有支持薄膜生长的基片，例如玻璃片和硅片等，然而这些基片一般都不具有可溶性，在其上生长的薄膜不易取下来，不便于再进行其他研究或应用。本发明的目的为在硅片制得择优取向生长的、可溶性的氯化铵薄膜，而后以附有氯化铵薄膜的硅片作为制备其他薄膜材料的基片时，既可以使薄膜择优取向生长，又可以很容易将氯化铵薄膜溶解掉，将其它薄膜材料取下来。
发明内容
本发明为了解决现有薄膜制备技术的不足，而发明了一种与现有技术的制备方法完全不同的，氯化铵薄膜的制备工艺。本发明采用旋涂-化学反应法制备氯化铵薄膜材料，采用硅片为基片，以金属氯化物如SnCl2 · 2H20、CuCl2 · 2H20、ZnCl2, InCl3 · 4H20等为原料，以去离子水、乙醇、盐酸、乙二醇中的一种或其两种以上的混合物为溶剂，先以旋涂法制备一定厚度的前驱体薄膜，以水合联氨为还原剂，在密闭容器内在较低温度下加热，使前驱体薄膜发生化学反应得到目标产物。本发明的具体制备方法包括如下顺序的步骤a.进行硅基片的清洗，将大小为2mmX 2mm硅片按体积比放入三氯甲烷乙醇= 5 I的溶液中，超声波清洗30min ;再将硅基片放入丙酮蒸馏水=5 I的溶液中，超声波清洗30min ;再在蒸馏水中将硅基片用超声波振荡30min ;将上述得到的硅基片排放在玻璃皿中送入烘箱中，在100°C下烘干供制膜用。b.将金属氯化物放入溶剂中，使其溶解充分。具体地说，可以将2.0 5.0份的金属氯化物，如SnCl2 · 2H20、CuCl2 · 2H20、ZnCl2、InCl3 · 4H20等其中的一种或多种作为溶质、 其中溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇、盐酸中的一种或两种以上的混合物为溶剂。c.制作外部均匀涂布步骤b所述溶液的基片，并烘干，得到前驱体薄膜样品。可以将上述溶液滴到放置在匀胶机上的硅基片上，再启动匀胶机以200 3500转/分旋转一定时间，使滴上的溶液涂布均匀后，在100°C对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复5 15次，于是在硅基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。d.将步骤c所得前驱体薄膜样品置于支架上，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触。水合联氨放入为20 30份，在一定温度下，联氨可与氯化物反应，生成氯化铵。将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至150 200°C之间，保温时间10 24小时，然后冷却到室温取出。
e.将步骤d所得产物，进行自然干燥后，即得到择优取向氯化铵薄膜；本发明不需要高温高真空条件，对仪器设备要求低，生产成本低，生产效率高,易于操作。所得氯化铵薄膜择优取向生长，且有较好的连续性和均匀性，这种新工艺容易控制目标产物的成分和结构，为制备高性能的择优取向氯化铵薄膜提供了一种成本低、可实现大规模的工业化生产。
附图I是160°C下反应22h后所得氯化铵薄膜的XRD图谱，前驱体溶液的溶剂为乙醇。
具体实施例方式实施例Ia.硅基片的清洗如前所述进行清洗硅基片(大小为2mmX2mm)。b.将2. 7份CuCl2CH2O放入玻璃瓶中，加48.6份乙醇，利用超声波振动301^11以上，使溶液中的物质均匀混合。c.将上述溶液滴到放置在匀胶机上的硅基片上，再启动匀胶机，匀胶机以200转/ 分转动5秒，以1000转/分旋转15秒，使滴上的溶液涂布均匀后，在100°C对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复10次，于是在硅基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。d.将上述工艺所得的前驱体薄膜样品放入可密闭的容器，并放入24. 3份水合联氨，前驱体薄膜样品置于支架上使其不与联氨接触，将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至200°C，保温时间20小时，然后冷却到室温取出。e.将步骤d所得产物，进行自然干燥后，即得到择优取向氯化铵薄膜。实施例2a.硅基片的清洗如前所述进行清洗硅基片(大小为2mmX2mm)。b.将2. 4份CuCl2 *2H20和I. 0份ZnCl2放入玻璃瓶中，加入73. 2份乙醇，利用超声波振动30min以上，使溶液中的物质均匀混合。c.将上述溶液滴到放置在匀胶机上的硅基片上，再启动匀胶机，匀胶机以200转/ 分转动5秒，以3000转/分旋转15秒，使滴上的溶液涂布均匀后，在100°C对基片进行烘干后，再次重复滴上前述溶液和旋转涂布后再烘干，如此重复10次，于是在硅基片上得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。d.将上述工艺所得的前驱体薄膜样品放入可密闭的容器，并放入24. 3份水合联氨，前驱体薄膜样品置于支架上使其不与联氨接触，将上述装有前驱体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至160°C，保温时间22小时，然后冷却到室温取出。e.将步骤d所得产物，进行自然干燥后，即得到择优取向氯化铵薄膜，其相组成及生长方向，如附图I所示。
权利要求
1.一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，包括如下顺序的步骤a.硅基片的清洗；b.将2.0 5. 0份金属氯化物、放入30 100份的溶剂中，使溶液中的物质均匀混合；c.制作外部均匀涂布步骤b所述溶液的基片，并烘干，得到前驱体薄膜样品；d.将步骤C所得前驱体薄膜样品置于支架上，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触，将装有前躯体薄膜样品的密闭容器放入烘箱中，加热至150 200°C之间，保温时间10 24小时，然后冷却到室温取出；e.将步骤d所得产物，进行自然干燥，得到择优取向氯化铵薄膜。
2.如权利要求I所述的一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，其特征在于，步骤a所述清洗，是将娃基片大小为2mmX2mm,按体积比放入三氯甲烧乙醇=5 I的溶液中，超声波清洗；再将硅片放入丙酮蒸馏水=5 I的溶液中，超声波清洗；再在蒸馏水中将硅基片用超声波振荡；将上述得到的硅基片排放在玻璃皿中送入烘箱中烘干供制膜用。
3.如权利要求I所述的一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，其特征在于，步骤b所述金属氯化物为SnCl2 2H20、CuCl2 2H20、ZnCl2, InCl3 4H20等中的至少一种，溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇、盐酸中的至少一种。
4.如权利要求I所述的一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，其特征在于，步骤c所述均匀涂布的基片，是通过匀胶机旋涂，匀胶机以200 3500转/分旋转，然后对基片进行烘干后，再次如此重复5 15次，得到了一定厚度的前驱体薄膜样品。
5.如权利要求I所述的一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，其特征在于，步骤d所述密闭容器内放入20 30份水合联氨。
全文摘要
一种择优取向氯化铵薄膜的制备方法，它涉及一种薄膜材料的制备工艺。本发明通过如下步骤得到，首先清洗硅基片，然后将金属氯化物放入溶剂中溶解，用旋涂法在硅片上得到前驱体薄膜，烘干，放入有水合联氨的可密闭容器，使前驱体薄膜样品不与联氨接触，将装有前躯体薄膜样品的密闭容器进行加热，最后冷却、干燥，得到择优取向氯化铵薄膜。本发明不需要高温高真空条件，对仪器设备要求低，生产成本低，生产效率高，易于操作。所得氯化铵薄膜择优取向生长且有较好的连续性和均匀性，这种新工艺容易控制目标产物的成分和结构，为制备择优取向氯化铵薄膜提供了一种低成本、可实现工业化的生产方法。
文档编号C01C1/16GK102602961SQ20121006258
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者刘科高, 徐勇, 石磊, 纪念静, 许斌 申请人:山东建筑大学