[发明专利]一种ITiO靶材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种靶材的制备方法，特别是一种高性能ITiO靶材的制备方法。 

背景技术

普遍用于染料敏化太阳能电池（DSSC）透明导电电极的有FTO（氧化锡掺氟）和ITO（氧化铟掺锡）薄膜等，这些薄膜成本高且用于批量生产较为复杂，同时在红外线区域的透过率和热阻都有较大的局限性。故如果能够研发一种成本低、批量生产简单，且红外线区域具有高的透过率和高导电性的薄膜用于替代上述薄膜，将具有很广泛的应用前景。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可靠的ITiO靶材的制备方法，该方法可制备得到高性能ITiO靶材（相对密度>98%，导电性良好，靶材电阻率<4.0x10^-4Ω·cm），弥补国内高性能ITiO靶材生产制作的空白。 

解决上述技术问题的技术方案是：一种ITiO靶材的制备方法，包括以下步骤： 

（1）将TiO₂纳米粉体与In₂O₃纳米粉体均匀混合得到ITiO粉体，ITiO粉体中TiO₂的含量为0.5-5wt%，然后添加ITiO粉体质量1%-5%的粘结剂PVA进行造粒；

（2）将ITiO粉体装入模具中在40～80MPa下压制成型，将第一次成型的素坯，再用200-300MPa进行二次成型，然后以4-8MPa/ min进行卸压，至常压后取出成型好的素坯，

（3）将素坯放在烧结炉中进行烧结，烧结条件是指以不高于1℃/ min的升温速率升温，至1350～1550℃保温烧结6～12小时，之后按降温速率0.75～1℃/ min降温至950～1050℃，之后自然降温；得到ITiO靶材。

本发明的进一步技术方案是：所述的第一次成型是在液压机中压制成型，第二次成型是在冷等静压机中压制成型。 

所述的烧结是在常压烧结炉的氧气氛围中进行烧结。 

所述的烧结的升温速率为0.3-1℃/ min。 

所述的TiO₂纳米粉体与In₂O₃纳米粉体的纯度为99.99%以上。 

ITiO薄膜可以作为现有FTO（氧化锡掺氟）和ITO（氧化铟掺锡）等薄膜最佳的替代品。研究显示，多晶ITiO薄膜由于具有高的霍尔迁移率（82-90 cm²V^-1 s^-1，最高可达150 cm²V^-1s^-1）和低的载流子浓度（2.4-3.5x10²⁰cm^-3）而导致其具有高的导电性（电阻率为2.1-3.0x10^-4Ω·cm）和在近红外区域仍然具有高的透过率（>80%，1550nm），而一般的ITO薄膜在近红外线区域透过率只有30%左右。这些特性都使得ITiO薄膜在光通信电极如光学调节器，光学衰减器，光学开关，发光二极管等都有很好的应用前景。因此，高性能ITiO靶材的研发有利于推动相关下游领域的快速发展。将ITiO靶材通过磁控溅射的方法溅射沉积可获得高性能的ITiO薄膜，因而ITiO靶材的生产对于ITiO薄膜的研制和开发具有重要的作用。 

采用本发明可以制备得到高性能ITiO靶材（高致密度、相对密度>98%，高导电性，靶材电阻率<4.0x10^-4Ω·cm），弥补国内高性能ITiO靶材生产制作的空白。 

下面，结合实施例对本发明之一种ITiO靶材的制备方法的技术特征作进一步的说明。 

具体实施方式