水滑石前驱法制备硅基体多孔铁氧体薄膜的制备方法

摘要

一种水滑石前驱法制备硅基体多孔铁氧体薄膜的制备方法，属于金属氧化物薄膜制备技术领域。先将磺化处理后的硅基体与盐离子溶液充分接触，然后将附有盐离子的硅基体转入到聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中水热合成晶化，生成均匀致密的水滑石前躯体薄膜；再将此薄膜高温焙烧使其转化为尖晶石型铁氧体和金属氧化物的复合薄膜，最后将其中的金属氧化物选择性去除后得到多孔的铁氧体薄膜。其优点在于：磁性薄膜磁畴结构均一，大大提高了其磁学性能；达到控制得到不同磁学性能的多孔铁氧体薄膜的目的；该方法操作简单、制备成本和能耗低，有利于工业化应用。

主权项

一种在硅基体表面利用水滑石前驱法生长多孔铁氧体薄膜的制备方法，其制备步骤如下：A.将洗净单晶硅基体浸入浓硫酸中浸泡5～7天，进行基体的磺化处理后，取出用去离子水冲净待用；B.用去离子水配制含有二价金属离子M2+和三价金属离子M3+的混合盐溶液，其中[M2+]/[M3+]＝1～6，且各种金属离子的总摩尔浓度为0.1～1.2M；其中M2+为Mg2+、Zn2+、Ni2+中的一种，或混合盐溶液中含有Fe2+；M3+为Fe3+；盐混合溶液中的酸根离子为NO3-或SO42-中的任意一种或两种；C.将磺化基体浸入配好的盐溶液中浸泡50～70分钟，然后将硅基体和可溶性盐溶液一同倒入三口瓶中，用摩尔浓度为1.2～2M的氢氧化钠溶液进行滴定并伴有搅拌，控制pH为7～10，得到含有水滑石前躯体原浆液；D.将上述原浆液和硅基体一同转入到聚四氟乙烯内胆的高压反应釜中，在静置状态下于60-180℃水热晶化12-72小时，之后自然冷却至室温；去离子水冲洗，于40～70℃下干燥12～24小时，在硅基体上得到水滑石前躯体薄膜；E.将以上薄膜以2～10℃/min的速率升温至500～900℃后保温2-12h，得到尖晶石型铁氧体和金属氧化物的复合薄膜；F.将以上复合薄膜浸入溶蚀溶液中进行选择性溶蚀，之后去离子水冲洗，于60～75℃下干燥12～24小时，在硅基体上得到多孔的铁氧体薄膜。