[发明专利]一种具有(400)晶面择优的铟锡氧化物在薄膜应变计上的应用

说明书

本发明涉及一种具有(400)晶面择优的铟锡氧化物在薄膜应变计上的应用，属于薄膜应变计技术领域。利用磁控溅射的方法将具有(400)晶面择优的体心立方铁锰矿相多晶铟锡氧化物制成薄膜应变计。本发明通过控制磁控溅射所得铟锡氧化物薄膜的择优取向，实现铟锡氧化物薄膜应变计在200℃以下的温度稳定性。

技术领域

本发明涉及一种具有(400)晶面择优的铟锡氧化物在薄膜应变计上的应用，属于薄膜应变计技术领域。

背景技术

薄膜应变计具有制备成本低、灵敏度高、响应时间短等优点。目前，薄膜应变计主要由金属类材料构成，如：Pt、Ni₈₀Cr₂₀、Ni₄₅Cu₅₅等，上述金属类薄膜应变计在可见光范围内均是不透明的，而在某些特殊领域，要求薄膜应变计在可见光范围内是透明的，如：太空望远镜的镜片表面、航天器的玻璃表面、太阳能电池板的表面等。铟锡氧化物薄膜材料是一类重要的透明导电材料，在光电转换领域有重要的应用，如：太阳能电池透明电极、平板显示器透明电极、光电传感器透明电极等。近年来，将透明导电铟锡氧化物薄膜材料作为透明薄膜应变计的研究，越来越引起人们的关注。透明铟锡氧化物薄膜材料在作为透明薄膜应变计应用时，其服役环境一般是变温环境，如：室温至200℃，因此，铟锡氧化物薄膜应变计在低于200℃时，应具有温度稳定性，即，在经过多次升温降温循环过程后，铟锡氧化物薄膜应变计的电学性质仍保持不变。然而，普通铟锡氧化物薄膜应变计在变温环境服役过程中，尤其在＞100℃时，由于铟锡氧化物薄膜会与空气中的氧气发生反应，导致铟锡氧化物薄膜的电学性质会发生不可逆变化，进而导致铟锡氧化物薄膜应变计失效。

目前，为克服铟锡氧化物薄膜应变计在高温时的失效问题，需要在铟锡氧化物薄膜应变计表面制备一层致密的防氧化涂层，如：SiO₂、Al₂O₃、SiN_x、AlN_x等，但这些方法均存在一些不足之处，如：防氧化涂层内较大的应力会降低铟锡氧化物薄膜应变计的灵敏度系数；防氧化涂层内较大的应力会在变温服役过程中导致防氧化涂层破碎、脱落，进而导致防氧化失效；在制备防氧化涂层的过程中需向外界排放含有Cl、F、CO_x、NH_x、NO_x等有害气体的尾气，造成环境污染；制备的铟锡氧化物薄膜应变计存在成本高、耗时长、效率低等问题。

发明内容

本发明利用磁控溅射的方法制备体心立方铁锰矿相多晶铟锡氧化物薄膜应变计，通过调节铟锡氧化物薄膜的择优取向，使铟锡氧化物薄膜应变计具有温度稳定性，解决了上述问题。

本发明提供了一种具有(400)晶面择优的铟锡氧化物在薄膜应变计上的应用，利用磁控溅射的方法将具有(400)晶面择优的体心立方铁锰矿相多晶铟锡氧化物制成薄膜应变计。

本发明优选为所述薄膜应变计的厚度为≥300nm。

本发明优选为所述铟锡氧化物的纯度为99.99％，其中：三氧化二铟的质量百分比为90wt.％，二氧化锡的质量百分比为10wt.％。

本发明优选为所述磁控溅射的功率密度为4.8-8.0W/cm²。

本发明优选为所述磁控溅射的温度为自然室温。

本发明优选为所述磁控溅射的工作气体为氩，所述氩的纯度为99.99％。

本发明有益效果为：

①本发明通过控制磁控溅射所得铟锡氧化物薄膜的择优取向，实现铟锡氧化物薄膜应变计在200℃以下的温度稳定性。

②本发明所述的薄膜应变计制备方法简单、成本低、产率高、便于大规模工业化生产。

附图说明

本发明附图4幅，