[发明专利]一种液相自组装法制备（105）取向生长Sm2S3薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Sm₂S₃薄膜的制备方法，具体涉及一种液相自组装法制备(105)取向生长Sm₂S₃薄膜的方法。是一种能够制备出均匀，致密，低缺陷，强度高，不需后期晶化处理的纳米薄膜的制备方法。

背景技术

Sm₂S₃有两种形态，分别是α-Sm₂S₃型和γ-Sm₂S₃型。α-Sm₂S₃是Th₃P₄结构的，在1573±50k时发生不可逆转变，变为γ-Sm₂S₃。γ-Sm₂S₃颜色鲜艳，经常被用作塑料和油漆颜料。此外γ-Sm₂S₃是半导体，是良好的热电转换材料[Michihiro Ohta，Haibin Yuan，Shinji Hirai，Yoichiro Uemura，Kazuyoshi Shimakage.Preparation ofR₂S₃(R：La，Pr，Nd，Sm)powders by sulfurization of oxide powders usingCS₂ gas[J].Journal of Alloys and Compounds.2004，374：112～115]。到目前为止，关于Sm₂S₃的研究还很少。

而自组装(Self-assembled monolayers)技术(简称SAMs技术)，是一种制备薄膜的新技术，通过表面活性剂与基底之间的化学吸附作用，在基板材料上自组形成排列整齐，致密，有序的单分子膜层。以自组装膜为模板诱导无机前躯体溶液在基底表面沉积成膜的仿生合成制膜技术，具有传统物理化学方法无可比拟的优点，是一种极具应用前景的新型、高效的绿色制膜技术[谈国强，刘剑，贺中亮.自组装单层膜技术及其在制备功能薄膜领域中的应用[J].陶瓷.2009，7：9～13]。这种制膜方法操作简便，成本低，不需特殊设备，且制备出的薄膜均匀、致密、低缺陷，强度高，结合力好，不需后期晶化处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单，成本低廉的液相自组装法制备(105)取向生长Sm₂S₃薄膜的方法。所制备出的薄膜均匀，致密，低缺陷，强度高，结合力好，不需后期晶化处理，性能良好。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)取0.3-1.5g的分析纯的(SmCl₃·6H₂O)置于烧杯中，向烧杯中加入10-50mL的去离子水搅拌均匀得溶液A；

2)向溶液A中加入0.01-1.00g的柠檬酸，常温下磁力搅拌均匀得溶液B；

3)向溶液B中加入0.01-10.00g分析纯的硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)搅拌均匀得溶液C；

4)用氨水调节溶液C的pH值为2.0-6.0得前驱液D；

5)将羟基化的硅基板置于体积浓度为1～2％的OTS(十八烷基三氯硅烷)的甲苯溶液中在室温下浸泡10～40min，取出后分别用丙酮、四氯化碳冲洗，然后用氮气吹干，在氮气气氛中，于100～120℃干燥；

6)将干燥的OTS硅基板放在紫外线照射仪中，紫外光辐射波波长184.9nm，在一个大气压下，保持照射距离为1～4cm的情况下，照射5～60min，使OTS头基的烷基在紫外光的光激发下进行羟基化转变，得到OTS功能化后的基板；

7)将功能化后的硅基板置于前驱液D中，将烧杯放入真空干燥皿中，抽真空，然后将真空干燥皿置于干燥箱中，在40～90℃下沉积1-50h制备Sm₂S₃薄膜，将制备好的薄膜置于真空干燥箱中50～90℃干燥5～20min得Sm₂S₃纳米薄膜。