[发明专利]金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法

权利要求书

1.一种金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法，具有如下步骤：

(1)清洗硅片

将p型单面抛光的单晶硅基片放入配好的清洗液中浸泡40分钟，除去表面有机污染物，所述清洗液为双氧水和浓硫酸的混合溶液；以去离子水冲洗后放入质量分数为5％的氢氟酸水溶液中浸泡20～30分钟，除去表面氧化层；再以去离子水冲洗后依次放入丙酮溶剂、无水乙醇、去离子水中分别超声清洗15～20分钟，清洗掉表面的离子及有机物杂质，备用；

(2)制备多孔硅层

采用双槽电化学腐蚀法在步骤(1)备用的单晶硅基片抛光表面制备多孔硅层，所用腐蚀液是质量分数为48％的氢氟酸和二甲基甲酰胺的混合溶液，腐蚀电流为80～120mA/cm²，腐蚀时间为8～15min；

(3)溅射金属钒薄膜

将步骤(2)制备好的多孔硅基片置于超高真空对靶磁控溅射设备的真空室中，采用金属钒作为靶材，以氩气作为工作气体，本体真空度为2～4×10^-4Pa，多孔硅基片温度为室温，在多孔硅表面溅射形成金属钒薄膜；

(4)对制品进行金掺杂

将步骤(3)中溅射有金属钒薄膜的多孔硅基片置于离子溅射仪的真空室中，采用金作为靶材，在多孔硅/金属钒薄膜表面沉积金薄膜；

(5)制备金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒

将步骤(4)中沉积有金薄膜的多孔硅/金属钒薄膜制品置于马弗炉中于550～650℃进行热处理，保温时间为15～60min，升温速率为5～8℃/min；关闭马弗炉电源后，自然冷却到室温，即制得金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料。

2.根据权利要求1所述的金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的金属钒靶材的质量纯度为99.99％，氩气的质量纯度为99.999％。

3.根据权利要求1所述的金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的氩气气体流量为45～50mL/min，溅射工作压强为2～3Pa，溅射功率为120～150W，溅射时间为30～90min。

4.根据权利要求1所述的金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中采用金靶材的质量纯度为99.9％，对制品进行金掺杂的溅射电流为5mA，溅射时间为10s～30s。

5.根据权利要求1所述的金掺杂多孔硅/氧化钒纳米棒气敏材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中采用的是马弗炉，为空气气氛，热处理温度为600℃，热处理时间为30min，升温速度为5℃/min。