[发明专利]一种微波水热法制备SmS薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SmS薄膜的制备方法，特别涉及一种微波水热制备SmS薄膜的方法。

背景技术

在6.5×108Pa的应力下SmS晶体会经历一个从半导体相向金属相的相变，相变后其颜色由蓝黑色变为金黄色，晶体结构不发生变化。而且这种相变是可逆的，当应力消除后，SmS晶体又可以转变为半导体相。由于其具有两相而且两相之间的光学性质有明显差异的缘故，被认为是最有前途的全息记录存储材料之一。

由于SmS的特殊相变及其相变前后差异显著的光学、电学和磁学性能，其可被用在许多方面。随着高技术的发展，SmS薄膜的用途将越来越广泛，除可用于全息记录和储存外[M.P.Petrov.Holographics Storage in SmSThin Films[J].Optics Communications，1977，22(3)：293.]，还可用于光学开关、微小应力计和压敏元件等。发生相变后，SmS薄膜的光学性质会从可见光到红外区域发生明显变化，通过将某种信息短时间加于光波上，使光路发生变化，使处于接通或截断状态，因此可用于制作光学开关[Charles B，reenberg.Optically switchable thin films：a review.ThinSolid Films，1994，251：81.]，可通过激光或压力控制其开关状态。在一定的压力下，SmS薄膜的电阻率和反射率也随着压力而变化，因此还可以用来制作微小应力计[Vasil’ev，L.N.；Kaminskii，V.V.；Kurapov，Yu.M.Conductivity of SmS thin films[J].Fizika Tverdogo Tela，1996，38(3)：779-785.]和压敏元件[Matsubayashi Kazuyuki，Mukai Hitoshi，Tsuzuki Takashi，et al.Insulator-metal transition studied by heatcapacity measurements on SmS[J].Physica B：Condensed Matter(Amsterdam，Netherlands)，2003，(329-333)：484.]。控制温度循环或者激光读写，可以在SmS薄膜中擦除和写入数据，因而将SmS薄膜制作光学数字储存器[Tanemura S，Miao L，Koide S.Optical propertiesof metal and semiconductor SmS thin films fabricated by rf/dc dualmagnetron sputtering.Applied Surface Science，2004，238(1-4)：360.]。此外，也可以考虑将SmS薄膜应用于全息防伪技术。

目前，SmS薄膜的制备方法主要有溅射法[黄剑锋，曹丽云.双靶溅射法制作SmS光学薄膜.稀有金属材料与工程，2004，33(3)：333.]、反应性蒸镀法[C F Hickey，U J Gibson.SmS phase transition in thinfilms prepared by reactive evaporation[J].Phase Transitions，1989，14：187.]、脉冲激光沉积法[P Miodushevsky，M L Protopapa，F De Tomasi.Fine trimming of SmS film resistance by XeCl laserablation[J].Thin Solid Films，2000，359：251.]和MOCVD法[VolodinN M，Zavyalova L V，Kirillov AI，et al.Investigation of growthconditions crystal structure and surface morphology of SmS filmsfabricated by MOCVD technique[J].Kvantova ta Optoelektronika，1999，2(2)：78.]等。这些方法制备SmS薄膜所需设备比较昂贵，成本较高，且工艺难以控制。此外还报道有利用电化学法制备SmS薄膜[黄剑锋，马小波，曹丽云，吴建鹏.一种硫化钐全息记录光学薄膜的制备方法[P].中国专利：200610041907.8，2008-01-02.]。

发明内容