[发明专利]一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法

权利要求书

1.一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤1，选用单晶硅基片作为衬底，进行采用中性洗涤剂表面清洗；

步骤2，将单晶硅基片浸泡至碱液中，然后取出，超声震荡清洗，自然晾干；

步骤3，配置金属氧化物溶胶；

步骤4，将配置好的金属氧化物溶胶滴加至衬底上，进行旋转涂抹法，均匀涂胶后得到金属氧化物湿膜；

步骤5，采用梯度升温法，持续干燥，得到金属氧化物干膜；

步骤6，将金属氧化物干膜浸泡至氨水溶液中进行加压曝气反应，得到氮化金属氧化物膜；

步骤7，将氮化金属氧化物膜烘干后进行退火处理，自然冷却后得到薄膜材料。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的中性洗涤剂采用中性洗洁精、中性沐浴露或中性洗发剂中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的碱液采用氢氧化钠溶液或者氢氧化钾溶液，所述碱液的浓度为0.3-0.7mol/L。

4.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的超声频率为2-10kHz，所述超声时间为30-60min。

5.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的金属氧化物溶胶的配方如下：钛酸钡10-17份、钛酸3-7份、稳定剂3-5份、催化剂2-6份、聚乙二醇25-40份；稳定剂采用乙酰丙酮或乙酰丙酮盐，所述催化剂采用乙酸或甲酸。

6.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的滴加量为5-10mL/cm²，所述步骤4中的旋转涂抹法中的旋转速度为300-900r/min，旋转时间为100-180min。

7.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中的梯度升温方式为30-40℃条件下持续20-30min；升温到60-70℃条件，持续30-40min；升温到90℃，保持120-180min。

8.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6中的氨水溶液的浓度为25-35％，所述氨水溶液的质量是衬底质量10-15倍。

9.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6中的加压气体采用氨气或者氨气与氮气的混合气，所述氨气与氮气的混合气配比为1:0.8-1.9。

10.根据权利要求1所述的一种氮掺杂超晶格金属氧化物薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述步骤6中的曝气反应压力为1.2-4.7MPa，曝气反应的曝气流速为10-30mL/min，所述步骤7中的烘干温度为70-90℃，烘干时间为45-135min，退火温度为600-700℃，退火时氧气流量为1.5-3.0L/min，退火时间为30-40min。