[发明专利]氟碳/钯/镁-钪氢致变色薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜，其特征在于，包括依次设置在基底上的镁-钪复合膜层、钯催化层和氟碳膜层；

所述镁-钪复合膜层中，钪的摩尔百分含量为31%；

所述镁-钪复合膜层的厚度为50 nm；所述钯催化层的厚度为3~7 nm；所述氟碳膜层的厚度为30~150 nm；

所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜的制备方法，包括采用磁控溅射共溅射的方法在基底上生长镁-钪复合膜层，然后在镁-钪复合膜层上采用磁控溅射法制备钯催化层，最后在钯催化层表面采用等离子体气相沉积法制备氟碳膜的步骤；

所述方法具体包括以下步骤：

S1、用清洗液浸泡基底，然后冲洗基底；

S2、将冲洗好的基底放入磁控溅射反应室，开启抽真空系统进行抽真空；

S3、加热基底，通入工作气体A，并维持压强，待气压稳定后，开启钯靶、镁靶和钪靶的电源，关闭靶材前的挡板，预溅射清洗靶材；

S4、预溅射完毕后，开启镁靶和钪靶的挡板，载入共溅射工艺程序，沉积镁-钪复合膜层；

S5、经步骤S4沉积完毕后，在真空度保持不变的情况下，开启钯靶的挡板，载入钯催化层的溅射工艺程序，沉积钯催化层；

S6、经步骤S5沉积完毕后，关闭所有靶材的电源，继续用工作气体A吹洗样品，然后停止通入工作气体A，取出样品；

S7、将取出的样品放入反应离子式气相沉积机的反应室内，通入工作气体B，载入等离子气相沉积的工艺程序，在钯催化层表面沉积氟碳膜；沉积完毕后，取出样品，即得氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜；

步骤S4中，所述的共溅射工艺程序中，采用的镁靶、钪靶的溅射功率分别为40W、200W，共溅射时间为60s。

2.根据权利要求1所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜，其特征在于，所述基底包括石英玻璃、光导纤维、导电玻璃、有机玻璃、柔性玻璃中的任意一种。

3.一种根据权利要求1-2任一项所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜的制备方法，其特征在于，包括采用磁控溅射共溅射的方法在基底上生长镁-钪复合膜层，然后在镁-钪复合膜层上采用磁控溅射法制备钯催化层，最后在钯催化层表面采用等离子体气相沉积法制备氟碳膜的步骤；

所述方法具体包括以下步骤：

S1、用清洗液浸泡基底，然后冲洗基底；

S2、将冲洗好的基底放入磁控溅射反应室，开启抽真空系统进行抽真空；

S3、加热基底，通入工作气体A，并维持压强，待气压稳定后，开启钯靶、镁靶和钪靶的电源，关闭靶材前的挡板，预溅射清洗靶材；

S4、预溅射完毕后，开启镁靶和钪靶的挡板，载入共溅射工艺程序，沉积镁-钪复合膜层；

S5、经步骤S4沉积完毕后，在真空度保持不变的情况下，开启钯靶的挡板，载入钯催化层的溅射工艺程序，沉积钯催化层；

S6、经步骤S5沉积完毕后，关闭所有靶材的电源，继续用工作气体A吹洗样品，然后停止通入工作气体A，取出样品；

S7、将取出的样品放入反应离子式气相沉积机的反应室内，通入工作气体B，载入等离子气相沉积的工艺程序，在钯催化层表面沉积氟碳膜；沉积完毕后，取出样品，即得氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜。

4.根据权利要求3所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的清洗液为浓硫酸和双氧水的混合溶液，体积比例为3:1。

5.根据权利要求3所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述的工作气体A为氩气；所述抽真空至背景真空度为8×10^-4~ 9×10^-5Pa；

步骤S3中，所述基底温度加热至20~25℃，所述维持压强为0.4~0.6Pa；所述预溅射时间为5~20min。

6.根据权利要求3所述的氟碳/钯/镁-钪的氢致变色薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述的共溅射工艺程序中，采用的镁靶、钪靶的溅射功率分别为40W、200W，共溅射时间为60s。