本发明具体涉及一种ito薄膜的制备方法，属于薄膜制备领域。
背景技术：
氧化物铟锡(ito)薄膜因具有优良的电学、光学性能而被广泛应用。传统的氧化铟锡薄膜制备技术是采用真空镀膜方法。这种方法需要高真空的环境，对设备要求高，成本也高。另一种方案是通过溶液法，例如溶胶凝胶法制备ito薄膜，这种方法简单，易于操作，且得到的ito薄膜表面比较平整，但一般需要在比较高的温度(不低于300℃)下才能获得高的电导。而实际应用中，经常需要在柔性衬底上制备所需的ito薄膜，这就要求ito薄膜的处理温度不能很高，但又要有一定的高电导来满足应用需求。近年来研究人员发展了一种闪灯强脉冲光烧结技术，其通过强脉冲光产生瞬间(几毫秒)600～700℃的高温能量而烧结薄膜，从而可以在较少损伤衬底的情况下提高电导，但当将该技术直接应用在旋涂后的湿膜上时，极易引起膜的开裂等问题(如应用在旋涂cu墨水得到的薄膜上)，导致膜的质量降低，电导性变差。因此，业界亟待发展出一种简单有效的、能够制备在低温下具有高电导而且表面质量良好的ito薄膜的方法。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种ito薄膜的制备方法，从而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种ito薄膜的制备方法，其包括：
(1)将ito前驱体液涂覆在基体上，并经干燥处理而形成薄膜；
(2)将所述薄膜在300℃以下空气氛围退火，之后进行闪灯强脉冲光烧结处理，闪灯能量密度在130j/m2以下，闪灯时间在2ms以下，脉冲1～2次。
较为优选的，步骤(2)包括：将所述薄膜在150～300℃下空气氛围退火1h以上， 之后进行闪灯强脉冲光烧结处理，闪灯能量密度为80～130j/m2，闪灯时间大于0而小于或等于2ms，脉冲1～2次。
与现有技术相比，本发明的优点包括：通过将简易强光脉冲烧结技术和普通空气退火处理薄膜方法结合，能够显著提升ito薄膜的电导率及表面质量，特别是能够获得在低温下仍具有高电导的ito薄膜。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有氮掺杂石墨烯制备技术普遍窜在的操作繁琐复杂、成本高等缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践后意外的发现，通过将ito溶胶凝胶前驱体液涂覆成膜并烘干后，再依次经过一定温度的退火和闪灯强脉冲光烧结处理，ito薄膜的电导率和表面质量同时被显著提升。基于此意外发现，本案发明人得以提出本发明的技术方案。
本发明实施例的一个方面提供的一种ito薄膜的制备方法包括：
(1)将ito前驱体液涂覆在基体上，并经干燥处理而形成薄膜；
(2)将所述薄膜在300℃以下空气氛围退火，之后进行闪灯强脉冲光烧结处理，闪灯能量密度在130j/m2以下，闪灯时间在2ms以下，脉冲1～2次。
在一较为优选的实施方案中，步骤(1)包括：将ito前驱体液涂覆在基体上，并在150℃～300℃烘10min以上，从而完成干燥处理并形成所述薄膜。
在一较为具体的实施方案中，所述的制备方法可以包括：重复步骤(1)的操作一次以上，之后进行步骤(2)的操作。
在一较为具体的实施方案中，步骤(1)包括：采用无碱玻璃作为所述的基体，并以功率在50w以上的o2等离子体处理所述基体，之后在所述基体上涂覆所述的ito前驱体液。
在一较为具体的实施方案中，所述ito前驱体液的制备方法包括：将in前驱体液和sn前驱体液以12.3:1～9:1的物质量比混合，并搅拌1h以上，形成所述的ito前驱体液。
较为优选的，步骤(2)包括：将所述薄膜在150～300℃下空气氛围退火1h以上，之后进行闪灯强脉冲光烧结处理。
较为优选的，所述闪灯强脉冲光烧结处理中采用的闪灯能量密度为80～130j/m2， 闪灯时间大于0而小于或等于2ms，脉冲1～2次。
在一较为具体的实施方案中，所述闪灯强脉冲光烧结处理采用的灯包括螺旋氙灯。
例如，在本发明的一较为典型的具体实施案例中，一种ito薄膜的制备方法包括：
(1)in前驱体液和sn前驱体液(参照文献1合成)以物质的量比12.3:1～9:1混合，搅拌1h以上，得到ito前驱体液；
(2)将ito前驱体液，在无碱玻璃上旋涂成膜，旋涂前，无碱玻璃基底先经过不低于50w的o2等离子体处理；
(3)一遍旋涂完后，基底先烘干，烘干的温度范围为150℃～300℃，烘的时间不低于10min；
(4)同前如此plasma—旋涂—烘干(即步骤(2)-步骤(3))重复若干次，得到ito薄膜，并在150℃～300℃下空气氛围退火，退火时间不低于1h。
(5)将退火后的薄膜经过闪灯强脉冲光烧结处理，闪灯参数为：灯型：螺旋氙灯，闪灯能量密度：80～130j/m2，闪灯时间0～2ms，脉冲1～2次。
需要说明的是，前述ito前驱体液可以采用业界已知的任何合适方式制备，或者也可以从市购途径获取。
本发明实施例的另一个方面提供了藉由前述方法制备的ito薄膜。
与空气退火后不进行闪灯烧结和不进行空气退火直接闪灯烧结的ito薄膜相比，本发明方法有效地提高了ito薄膜的电导，特别是使ito薄膜在低温下有高的电导，而且ito薄膜的形貌也非常好。另外，本发明的ito薄膜的制备方法无需真空、无需高温、简单易行，适用于低温下的应用。
以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如下各实施例中采用的in前驱体液、sn前驱体液可参照文献1制备。
文献1："delayedignitionofautocatalyticcombustionprecursors:low-temperaturenanomaterialbinderapproachtoelectronicallyfunctionaloxidefilms."journaloftheamericanchemicalsociety,2012,134(28):11583-11593.
具体的，所述in前驱体液、sn前驱体液的配制方法如下：
in前驱体液：称取0.001mol的铟的硝酸盐(in(no3)3)，溶于2.5ml的乙二醇甲醚(分析纯)，室温搅拌至充分溶解，加入0.2ml的乙酰丙酮(分析纯)和114μl的14.5mol/l的浓氨水，室温搅拌12h，即得到自燃烧配方in的前驱体液；
sn前驱体液：称取0.001mol的氯化亚锡(sncl2)和0.001mol的硝酸铵(nh4no3)，溶于2.5ml的乙二醇甲醚(分析纯)，室温搅拌至充分溶解，加入0.2ml的乙酰丙酮(分析纯)和57μl的14.5mol/l的浓氨水，室温搅拌12h，即得到自燃烧配方sn的前驱体液。
但应当说明的是，前述的in前驱体液、sn前驱体液只是众多可相互替代的方案中较佳的一种，事实上本发明的方案中亦可采用其它业界知悉的合适类型的ito前驱体液。
实施例1：本实施例涉及的一种ito薄膜制备方法包括：
步骤一：in和sn前驱体液以物质的量比92.5:7.5混合，加溶剂乙二醇甲醚(分析纯)稀释为0.3mol/l，搅拌2个小时，得到ito的前驱体液；
步骤二：将ito前驱体液，在无碱玻璃上旋涂成膜，旋涂前，无碱玻璃基底先经过100w1min的o2等离子体处理；
步骤三：一遍旋涂完后，基底先在热板上烘干，热板设置的温度为300℃，时间20min；
步骤四：同前如此plasma—旋涂—烘干重复4次，得到ito薄膜，并在300℃下空气氛围退火2h。四探针方阻仪测试ito薄膜方阻为8860ω/□，椭偏仪测试厚度为179nm，故电导率为6.3s/cm。
步骤五：将退火后的薄膜经过的闪灯处理，闪灯处理设置参数为：能量密度：80～130j/m2，闪灯时间0～2ms，脉冲1～2次。四探针方阻仪测试ito薄膜方阻为1340ω/□，椭偏仪测试厚度为178nm，故电导率为41.6s/cm。
由此可见，本实施例中，在300℃空气氛围退火，通过简单的旋涂工艺及后续附加的闪灯光烧结处理所得到的ito薄膜，比未经过此光烧结处理的薄膜的电阻小很多，而厚度几乎不变，故电导率得到提高。
实施例2：本实施例涉及的一种ito薄膜制备方法包括：
步骤一：in和sn前驱体液以物质的量比92.5:7.5混合，加溶剂乙二醇甲醚(分析纯)稀释为0.3mol/l，搅拌2个小时，得到ito的前驱体液；
步骤二：将ito前驱体液，在无碱玻璃上旋涂成膜，旋涂前，无碱玻璃基底先经过100w1min的o2等离子体处理；
步骤三：一遍旋涂完后，基底先在热板上烘干，热板设置的温度为250℃，时间 20min；
步骤四：同前如此plasma—旋涂—烘干重复4次，得到ito薄膜，并在250℃下空气氛围退火2h。
四探针方阻仪测试ito薄膜方阻为34000ω/□，椭偏仪测试厚度为205nm，故电导率为1.4s/cm。
步骤五：将退火后的薄膜经过闪灯处理，闪灯处理设置参数为：能量密度：80～130j/m2，闪灯时间0～2ms，脉冲1～2次。
四探针方阻仪测试ito薄膜方阻为4100ω/□，椭偏仪测试厚度为203nm，故电导率为11.9s/cm。
由此可见，本实施例中，在250℃空气氛围退火，通过简单的旋涂工艺及后续附加的闪灯光烧结处理所得到的ito薄膜，比没有经过此光烧结处理的薄膜的电阻小很多，而厚度几乎不变，故电导率得到提高。
实施例3：本实施例涉及的一种ito薄膜制备方法包括：
步骤一：in和sn前驱体液以物质的量比92.5:7.5混合，加溶剂乙二醇甲醚(分析纯)稀释为0.3mol/l，搅拌2个小时，得到ito的前驱体液；
步骤二：将ito前驱体液，在无碱玻璃上旋涂成膜，旋涂前，无碱玻璃基底先经过100w1min的o2等离子体处理；
步骤三：一遍旋涂完后，基底先在热板上烘干，热板设置的温度为200℃，时间20min；
步骤四：同前如此plasma—旋涂—烘干重复4次，得到ito薄膜，并在200℃下空气氛围退火2h。
四探针方阻仪测试ito薄膜方阻，方阻值过大，超出方阻仪测试范围，椭偏仪测试厚度为201nm，故电导率值为na(无法测出)。
步骤五：将退火后的薄膜经过闪灯处理，闪灯处理设置参数为：能量密度：80～130j/m2，闪灯时间0～2ms，脉冲1～2次。
四探针方阻仪测试ito薄膜方阻为7500ω/□，椭偏仪测试厚度为203nm，故电导率为0.65s/cm。
由此可见，本实施例中，在200℃空气氛围退火，通过简单的旋涂工艺及后续附加的闪灯光烧结处理所得到的ito薄膜，方阻仪可以测出值来，而没有经过闪灯光烧结处 理所得到的ito薄膜，方阻值过大无法测出。
实施例4：本实施例涉及的一种ito薄膜制备方法包括：
步骤一：in和sn前驱体液以物质的量比92.5:7.5混合，加溶剂乙二醇甲醚(分析纯)稀释为0.3mol/l，搅拌2个小时，得到ito的前驱体液；
步骤二：将ito前驱体液，在无碱玻璃上旋涂成膜，旋涂前，无碱玻璃基底先经过100w1min的o2等离子体处理；
步骤三：一遍旋涂完后，基底先在热板上烘干，热板设置的温度为200℃，时间20min；
步骤四：同前如此plasma—旋涂—烘干重复4次，得到ito薄膜；
四探针方阻仪测试ito薄膜方阻，方阻值过大，超出方阻仪测试范围，椭偏仪测试厚度为245nm，故电导率值为na(无法测出)。
步骤四：将退火后的薄膜经过闪灯处理，闪灯处理设置参数为：能量密度：80～130j/m2，闪灯时间0～2ms，脉冲1～2次。
椭偏仪测试厚度为253nm，四探针方阻仪测试ito薄膜方阻，方阻值过大，超出方阻仪测试范围，故电导率值仍为na(无法测出)。
故由此可见，本实施例中，旋涂的ito薄膜不经过后续空气退火处理，直接进行闪灯烧结，闪灯前后所得到的ito薄膜，方阻值均过大无法测出。旋涂的ito没有经过后续退火处理，ito自燃烧前驱体反应不彻底，使得膜的致密性很差，表面孔洞及缺陷较多。即便经过闪灯瞬间高温处理，也无法完全活化ito前驱体，不能够改善薄膜质量，薄膜中也没有形成电子导电通道，无法导电。ito溶胶凝胶前驱体液涂成膜后如不经过后续退火处理，仅通过闪灯烧结处理，无法提高其电导。
更为直观的，在前述实施例1-实施例4中，经过闪灯强光烧结前后ito薄膜的电导率变化可参阅下表1。
表1：不同温度退火下的ito薄膜经过闪灯强光烧结前后电导率对比
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。但是，本领域技术人员应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。