一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107502871A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710777164.9(22)申请日2017.09.01(71)申请人泉州师范学院地址362000福建省泉州市丰泽区东海大街398号申请人厦门六烯科技有限公司(72)发明人陈文志段亚凡杨惠山潘淼姚雅迪陈艺勇林志峰(51)Int.Cl.C23C14/58(2006.01)C23C14/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法(57)摘要本发明公开了一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法，将镀有锌薄膜的硅基片或者石英基片与硫粉末同时放置于等离子体管式炉或者方形炉密闭沉积系统中，低温下采用惰性气体进行等离子体放电使气体原子或分子受激发而电离，气体原子或分子电离后具有很强的活性并与锌薄膜和硫粉末经过一系列复杂的物理-化学反应形成纳米材料的方法，在不同的温度条件、电离功率条件及气体流量下，在镀有锌的硅基片上长出各种形貌的硫化锌纳米材料，其生长温度较低，质量较好，工艺简单，成本低廉且产品性能稳定。CN107502871ACN107502871A权利要求书1/1页1.一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法，其特征在于，将镀有锌薄膜的硅基片或者石英基片与硫粉末同时放置于等离子体管式炉或者方形炉密闭沉积系统中，低温下采用惰性气体进行等离子体放电使气体原子或分子受激发而电离，气体原子或分子电离后具有很强的活性并与锌薄膜和硫粉末经过一系列复杂的物理-化学反应形成纳米材料的方法，在不同的温度条件、电离功率条件及气体流量下，在镀有锌的硅基片上长出各种形貌的硫化锌纳米材料，其步骤如下：一、制备镀有锌薄膜的材料：采用磁控溅射镀膜机或者电子束蒸发镀膜机在硅基片或石英玻璃上镀200-2000nm厚度的锌薄膜材料；二、辉光放电反应：将有锌薄膜的硅基片或石英玻璃衬底放置于可实现低温等离子体增强型水平管式炉的石英管或密闭方形炉中，封闭沉积系统并抽真空，等系统的测量真空度达到4Pa以下时，将管式炉或密闭方形炉的温度升至390-500℃，升温度率为30℃/min，并通入一定比例的氩和氮气氛，打开射频电源进行等离子体辉光放电反应；三、硫化锌纳米材料的制得：调节等离子体射频电源的放电电流保持在0.5-5A之间，等离子体处理20-90min时间后，关闭射频电源，并保持真空泵处于抽气状态，同时通入一定量的氩气作为保护气体，关闭加热电源并在氩气氛下冷却至室温，即得硫化锌纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法，其特征在于，步骤一所述采用磁控溅射镀膜机在硅基片或石英玻璃上镀锌薄膜材料的方法为：将硅基片或石英玻璃基片置于磁控溅射设备中，控制氩气气氛压力在2-20mtorr之间、溅射功率控制在30-150W之间、溅射时间控制为10-90min对硅基片或石英玻璃基片进行溅射，使硅基片或石英玻璃基片上的锌薄膜厚度达到200-2000nm之间。3.根据权利要求1所述的一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法，其特征在于，步骤一所述采用电子束蒸发镀膜机在硅基片或石英玻璃上镀锌薄膜材料的方法为：将硅基片或石英玻璃基片置于电子束蒸发镀膜设备中，控制加热功率在80-1500W之间、氩气氛在1-30mtorr之间、蒸镀时间设置为20-90min之间在硅基片或者石英玻璃衬底上蒸镀出200-2000nm厚度的锌薄膜。4.根据权利要求1所述的一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法，其特征在于，步骤二所述氮气和氩气的比例为0.1:1000-10:0.5，可先通过氩气后通过氮气，或者同时通过，或者只通过其中一种气氛。2CN107502871A说明书1/4页一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种低温下硫化锌纳米材料的等离子体气相沉积制备方法。背景技术[0002]硫化锌（ZnS）荧光材料的研究从1868年发现至今已有130多年的历史，在20世纪20年代到40年代对硫化锌材料的研究一直从未间断。科技快速发展，半导体荧光材料越来越受到重视，在社会科技进步中发挥着越来越重要作用，特别是近几年的各种发光材料及相应的荧光材料的发展，大大推动了半导体荧光材料的应用和升级。ZnS可用作分析试剂、涂料、制油漆、白色和不透明玻璃，充填橡胶、塑料，光纤通讯以及用于制备荧光粉，具有广阔用途，ZnS是一种Ⅱ-Ⅵ族化合物，被广泛研究和应用的材料之一。它具有出色的物理特性，能带隙宽，高透光率，高折射率，在可见光范围内，其巨大的潜力应用光学，电子和光电子器件宽禁带的氧化物半导体材