一种导电TiCuO抗氧化薄膜及其制备方法与流程

一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.金属氧化物薄膜抗氧化性能普遍良好，在人们的生产和生活中有着极其广泛而重要的应用。二氧化钛(tio2)薄膜作为氧化物薄膜的一员，价格低廉，具有良好机械性能、抗氧化性能和明显的光学特性，在光学、光电子学及电子学等诸多科学领域内具有广泛的应用。虽然tio2属于宽禁带(e
g＝3.0ev-3.2ev
)、间接带隙半导体材料，但其电阻率较大，导电性能差，影响了其在实际中的应用。
3.利用金属离子掺杂，使金属离子进入tio2晶格，可在tio2晶格中引入缺陷，在tio2的本征能级之间会形成缺陷能级，从而改变tio2的能带结构。同时，金属离子又可以接受tio2价带上的激发电子，形成更多激发电子，从而提高tio2的导电性。目前研究的金属掺杂的方式主要分为三类：(1)金属离子与o反应生成金属氧化物，在tio2晶粒周围堆积成核；(2)金属离子获得电子，在薄膜表面以原子形式沉积；(3)金属原子进入晶格替代tio2中的钛原子。掺杂金属的种类有稀土金属掺杂、过渡金属掺杂和贵金属掺杂等等。因此，找到合适的金属掺杂方式和掺杂金属的种类对提高tio2薄膜的导电性能显得尤为重要。
4.直流反应磁控溅射是常用的制备金属掺杂氧化物薄膜的一种方法，靶材选用金属靶，其优点是靶纯度高，制造方便，造价低廉，与氧气反应溅射成膜，沉积速率高，但金属易氧化的本性决定了金属靶材容易中毒，对溅射镀膜有一定的影响。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
6.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
7.一种导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
8.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜；
9.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
10.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
11.作为优选技术方案，步骤s1中采用直流反应磁控共溅射，氮气作为反应气体，通过
钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
12.s101将基体浸入乙醇溶液进行超声波激励，再浸入去离子水进行超声波清洗得到清洗后的基体；
13.s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面擦拭干净后进行烘干处理得到烘干后的基体；
14.s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于溅射室内，确认各环节无误后，进行真空抽取；
15.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，通入氩气，然后对ti靶材和cu靶材进行预溅射，除去ti靶材和cu靶材表面附着的杂质；
16.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置ticun薄膜溅射参数，通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制得到ticun薄膜。
17.作为优选技术方案，步骤s101将基体浸入乙醇溶液进行超声波激励时间为10～20min，再浸入去离子水进行超声波清洗的时间为10～20min。
18.作为优选技术方案，步骤s102中基体进行烘干的温度为50～80℃，烘干时间为10～30min。
19.作为优选技术方案，步骤s103中靶基座上装上ti靶和cu靶时，ti靶和cu靶呈相对44
°
～46
°
角倾斜放置，调整基体与溅射靶材之间的距离为40～60mm；进行真空抽取时，先进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，再进行高真空的抽取。
20.作为优选技术方案，步骤s104预溅射氩气流量为20～50sccm，预溅射气压为0.1～0.5pa,预溅射功率为50～200w，预溅射时间为10～60min。
21.作为优选技术方案，步骤s105中预溅射结束后，设置ticun薄膜溅射参数，其中，氮气流量为1～8sccm，ti靶溅射功率为80～200w，cu靶溅射功率为50～100w，进行反应磁控共溅射沉积时间为10～60min，衬底温度为室温。
22.作为优选技术方案，所述ticun薄膜的厚度为0.5～1μm。
23.作为优选技术方案，步骤s2中ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化的温度为100～400℃，升温速率为1～10℃/min，高温氧化的保温时间为1～5h。
24.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据以上任一项导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
25.本发明提供的一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法，具有以下
26.有益效果：
27.1)本发明提供的一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法，该方法采用二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，该方法突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，制备出的薄膜导电性能和化学稳定性能良好，环境友好；
28.2)本发明提供的一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法，薄膜表面致密，晶粒大小均匀，导电ticuo抗氧化薄膜与未掺杂的tio2薄膜相比，其电阻率大幅度下降，提高了薄膜的导电性能。
附图说明
29.图1为本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜的xrd图；
30.图2为本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜表面的sem图；
31.图3为本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜的电阻率图。
具体实施方式
32.下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
33.能够理解，本发明是通过一些实施例达到本发明的目的。
34.本发明提供的一种导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
35.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
36.s101将尺寸为20.0
×
20.0
×
1.0mm的高温石英玻璃片浸入乙醇溶液进行超声波激励10～20min，再浸入去离子水进行超声波清洗10～20min得到清洗后的基体；
37.s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面用显微镜专用镜头纸擦拭干净，于50～80℃温度下在鼓风干燥箱中进行烘干10～30min得到烘干后的基体；
38.s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于磁控溅射仪的样品台上，在靶基座上分别装上纯度均为99.999％ti靶和cu靶，ti靶和cu靶呈相对44
°
～46
°
角倾斜放置，调整基体与ti靶和cu靶之间的距离为40～60mm，靶上不加偏压，关闭溅射室，确认各环节无误后，先打开机械泵和预抽阀，进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，关闭预抽阀，依次打开前级阀、分子泵和插板阀，进行高真空的抽取；
39.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，设置氩气流量为20～50sccm，溅射气压为0.1～0.5pa,ti靶和cu靶溅射功率为50～200w，打开基体挡板，打开氩气阀门通入氩气，打开ti靶和cu靶直流电源，对ti靶和cu靶进行预溅射10～60min，除去ti靶和cu靶表面附着的杂质；
40.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置氮气流量为1～8sccm，ti靶溅射功率为80～200w，cu靶溅射功率为50～100w，共溅射沉积时间为10～60min，衬底温度为室温，关闭基体挡板，打开氮气阀门通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制ticun薄膜；
41.s106当步骤s105中的溅射结束后，关闭ti靶和cu靶直流电源，关闭氮气和氩气阀门，打开真空阀门，取出ticun薄膜样品；
42.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜，具体包括以下步骤：
43.将ticun薄膜样品放入热处理炉中，设置热处理温度为100～400℃，保温时间为1～5h，升温速率为1～10℃/min，将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化保温，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
44.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据上述导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
45.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
46.实施例1
47.本实施例提供的一种导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
48.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
49.s101将尺寸为20.0
×
20.0
×
1.0mm的高温石英玻璃片浸入乙醇溶液进行超声波激励10min，再浸入去离子水进行超声波清洗10min得到清洗后的基体；
50.s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面用显微镜专用镜头纸擦拭干净，于50℃温度下在鼓风干燥箱中进行烘干30min得到烘干后的基体；
51.s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于磁控溅射仪的样品台上，在靶基座上分别装上纯度均为99.999％ti靶和cu靶，ti靶和cu靶呈相对45
°
角倾斜放置，调整基体与ti靶和cu靶之间的距离为40mm，靶上不加偏压，关闭溅射室，确认各环节无误后，先打开打开机械泵和预抽阀，进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，关闭预抽阀，依次打开前级阀、分子泵和插板阀，进行高真空的抽取；
52.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，设置氩气流量为50sccm，溅射气压为0.1pa,ti靶和cu靶溅射功率为50w，打开基体挡板，打开氩气阀门通入氩气，打开ti靶和cu靶直流电源，对ti靶和cu靶进行预溅射10min，除去ti靶和cu靶表面附着的杂质；
53.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置氮气流量为1sccm，ti靶溅射功率为80w，cu靶溅射功率为50w，共溅射沉积时间为60min，衬底温度为室温，关闭基体挡板，打开氮气阀门通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制ticun薄膜；
54.s106当步骤s105中的溅射结束后，关闭ti和cu靶直流电源，关闭氮气和氩气阀门，打开真空阀门，取出ticun薄膜样品；
55.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜，具体包括以下步骤：
56.将ticun薄膜样品放入热处理炉中，设置热处理温度为100℃，保温时间为5h，升温速率为1℃/min，将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化保温，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
57.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据上述导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
58.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
59.实施例2
60.本实施例提供的一种导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
61.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
62.s101将尺寸为20.0
×
20.0
×
1.0mm的高温石英玻璃片浸入乙醇溶液进行超声波激
励20min，再浸入去离子水进行超声波清洗20min得到清洗后的基体；
63.s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面用显微镜专用镜头纸擦拭干净，于80℃温度下在鼓风干燥箱中进行烘干10min得到烘干后的基体；
64.s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于磁控溅射仪的样品台上，在靶基座上分别装上纯度均为99.999％ti靶和cu靶，ti靶和cu靶呈相对46
°
角倾斜放置，调整基体与ti靶和cu靶之间的距离为60mm，靶上不加偏压，关闭溅射室，确认各环节无误后，先打开机械泵和预抽阀，进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，关闭预抽阀，依次打开前级阀、分子泵和插板阀，进行高真空的抽取；
65.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，设置氩气流量为20sccm，溅射气压为0.5pa,ti靶和cu靶溅射功率为200w，打开基体挡板，打开氩气阀门通入氩气，打开ti靶和cu靶直流电源，对ti靶和cu靶进行预溅射60min，除去ti靶和cu靶表面附着的杂质；
66.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置氮气流量为8sccm，ti靶溅射功率为200w，cu靶溅射功率为100w，共溅射沉积时间为10min，衬底温度为室温，关闭基体挡板，打开氮气阀门通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制ticun薄膜；
67.s106当步骤s105中的溅射结束后，关闭ti靶和cu靶直流电源，关闭氮气和氩气阀门，打开真空阀门，取出ticun薄膜样品；
68.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜，具体包括以下步骤：
69.将ticun薄膜样品放入热处理炉中，设置热处理温度为400℃，保温时间为1h，升温速率为10℃/min，将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化保温，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
70.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据上述导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
71.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
72.实施例3
73.本实施例提供的一种导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
74.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
75.s101将尺寸为20.0
×
20.0
×
1.0mm的高温石英玻璃片浸入乙醇溶液进行超声波激励15min，再浸入去离子水进行超声波清洗15min得到清洗后的基体；
76.s102将步骤s101得到的清洗后的基体表面用显微镜专用镜头纸擦拭干净，于60℃温度下在鼓风干燥箱中进行烘干20min得到烘干后的基体；
77.s103将步骤s102得到的烘干后的基体置于磁控溅射仪的样品台上，在靶基座上分别装上纯度均为99.999％ti靶和cu靶，ti靶和cu靶呈相对45
°
角倾斜放置，调整基体与ti靶和cu靶之间的距离为55mm，靶上不加偏压，关闭溅射室，确认各环节无误后，先打开机械泵
和预抽阀，进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，关闭预抽阀，依次打开前级阀、分子泵和插板阀，进行高真空的抽取；
78.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，设置氩气流量为35sccm，溅射气压为0.3pa,ti靶和cu靶溅射功率为150w，打开基体挡板，打开氩气阀门通入氩气，打开ti靶和cu靶直流电源，对ti靶和cu靶进行预溅射35min，除去ti靶和cu靶表面附着的杂质；
79.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置氮气流量为5sccm，ti靶溅射功率为140w，cu靶溅射功率为75w，共溅射沉积时间为35min，衬底温度为室温，关闭基体挡板，打开氮气阀门通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制ticun薄膜；
80.s106当步骤s105中的溅射结束后，关闭ti靶和cu靶直流电源，关闭氮气和氩气阀门，打开真空阀门，取出ticun薄膜样品；
81.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜，具体包括以下步骤：
82.将ticun薄膜样品放入热处理炉中，设置热处理温度为250℃，保温时间为3h，升温速率为5℃/min，将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化保温，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
83.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据上述导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
84.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
85.实施例4
86.本实施例提供的一种导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:
87.s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：
88.s101将尺寸为20.0
×
20.0
×
1.0mm的高温石英玻璃片浸入乙醇溶液进行超声波激励10min，再浸入去离子水进行超声波清洗10min得到清洗后的基体；
89.s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面用显微镜专用镜头纸擦拭干净，于60℃温度下在鼓风干燥箱中进行烘干30min得到烘干后的基体；
90.s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于磁控溅射仪的样品台上，在靶基座上分别装上纯度均为99.999％ti靶和cu靶，ti靶和cu靶呈相对45
°
角倾斜放置，调整基体与ti靶和cu靶之间的距离为55mm，靶上不加偏压，关闭溅射室，确认各环节无误后，先打开机械泵和预抽阀，进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，关闭预抽阀，依次打开前级阀、分子泵和插板阀，进行高真空的抽取；
91.s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，设置氩气流量为50sccm，溅射气压为0.3pa,ti靶和cu靶溅射功率为100w，打开基体挡板，打开氩气阀门通入氩气，打开ti靶和cu靶直流电源，对ti靶和cu靶进行预溅射15min，除去ti靶和cu靶表面附着的杂质；
92.s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置氮气流量为8sccm，ti靶溅射功率为150w，cu靶溅射功率为60w，共溅射沉积时间为40min，衬底温度为室温，关闭基体挡板，打开氮气阀门通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制ticun薄膜；
93.s106当步骤s105中的溅射结束后，关闭ti靶和cu靶直流电源，关闭氮气和氩气阀门，打开真空阀门，取出ticun薄膜样品；
94.s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜，具体包括以下步骤：
95.将ticun薄膜样品放入热处理炉中，设置热处理温度为400℃，保温时间为2h，升温速率为8℃/min，将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化保温，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。
96.本发明还提供一种导电ticuo抗氧化薄膜,根据上述导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。
97.本发明提供一种导电ticuo抗氧化薄膜及其制备方法,突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。
98.如图1所示，本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜的xrd图，本技术采用二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，从图中我们观察到，实施例4经过第一步直流反应磁控共溅射后，出现了ticun物相的强衍射峰，说明本技术成功制备的薄膜为ticun薄膜；经过第二步氧化热处理后，o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而出现了ticuo物相的强衍射峰，说明通过本技术的导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法成功制备出了ticuo薄膜。
99.如图2所示，本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜表面的sem图，从图中我们观察到，实施例4制备得到的导电ticuo抗氧化薄膜的表面平整，颗粒大小均匀，致密无孔隙，能够大大提高薄膜的化学稳定性能。
100.如图3所示，本发明制备的导电ticuo抗氧化薄膜的电阻率图，从图中我们观察到，tio2薄膜的电阻率非常大，说明其导电性能差，实施例4制备得到的导电ticuo抗氧化薄膜，其电阻率大幅度下降，说明利用本技术的导电ticuo耐腐蚀薄膜的制备方法能够有效提高薄膜的导电性能。
101.能够理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，能够对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，能够对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：
1.一种导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，通过二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电ticuo抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:s1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜；s2将制备得到的ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的o原子取代了ticun晶格中的n原子，从而制备得到ticuo薄膜。2.根据权利要求1所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s1中采用直流反应磁控共溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属cu掺杂的纳米ticun薄膜，具体包括以下步骤：s101将基体浸入乙醇溶液进行超声波激励，再浸入去离子水进行超声波清洗得到清洗后的基体；s102将经步骤s101得到的清洗后的基体表面擦拭干净后进行烘干处理得到烘干后的基体；s103将经步骤s102得到的烘干后的基体置于溅射室内，确认各环节无误后，进行真空抽取；s104当步骤s103中的溅射室内真空达到背景真空5.0
×
10-4
pa后，通入氩气，然后对ti靶材和cu靶材进行预溅射，除去ti靶材和cu靶材表面附着的杂质；s105当步骤s104中的预溅射结束后，设置ticun薄膜溅射参数，通入氮气，打开ti靶和cu靶直流电源，进行反应磁控共溅射，镀制得到ticun薄膜。3.根据权利要求2所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s101将基体浸入乙醇溶液进行超声波激励时间为10～20min，再浸入去离子水进行超声波清洗的时间为10～20min。4.根据权利要求2所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s102中基体进行烘干的温度为50～80℃，烘干时间为10～30min。5.根据权利要求2所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s103中靶基座上装上ti靶和cu靶时，ti靶和cu靶呈相对44
°
～46
°
角倾斜放置，调整基体与溅射靶材之间的距离为40～60mm；进行真空抽取时，先进行低真空的抽取，当溅射室内气压＜0.5pa以后，再进行高真空的抽取。6.根据权利要求2所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s104预溅射氩气流量为20～50sccm，预溅射气压为0.1～0.5pa,预溅射功率为50～200w，预溅射时间为10～60min。7.根据权利要求2所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s105中预溅射结束后，设置ticun薄膜溅射参数，其中，氮气流量为1～8sccm，ti靶溅射功率为80～200w，cu靶溅射功率为50～100w，进行反应磁控共溅射沉积时间为10～60min，衬底温度为室温。8.根据权利要求1所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，所述ticun薄膜的厚度为0.5～1μm。9.根据权利要求1所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中ticun薄膜在空气气氛下进行高温氧化的温度为100～400℃，升温速率为1～10℃/min，高
温氧化的保温时间为1～5h。10.一种导电ticuo抗氧化薄膜,其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的导电ticuo抗氧化薄膜的制备方法制备得到。

技术总结
本发明提供一种导电TiCuO抗氧化薄膜及其制备方法，通过二步法制备出导电TiCuO抗氧化薄膜,所述二步法制备出导电TiCuO抗氧化薄膜，具体包括以下步骤:S1采用直流反应磁控溅射，氮气作为反应气体，通过钛靶和铜靶共溅射，制备出金属Cu掺杂的纳米TiCuN薄膜；S2将制备得到的TiCuN薄膜在空气气氛下进行高温氧化热处理，空气中的O原子取代了TiCuN晶格中的N原子，从而制备得到TiCuO薄膜；突破了传统的金属掺杂氧化物薄膜的方法，其工艺简单，薄膜的电阻率得到了大幅度下降，提高了薄膜的导电性能的同时，其化学稳定性能得到了提高，且环境友好。且环境友好。且环境友好。


技术研发人员：王弘喆 张磊 崔雄华 杨哲一 崔锦文
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/10/15