1.一种金属箔片表面金属掺杂的氧化锌复合电极薄膜,其特征在于,是在金属箔片上利用双层辉光等离子物理溅射沉积技术一步来实现金属箔片/ZnO薄膜电极的制备。具体是将金属箔片作为基片丙酮清洗,高压氮气烘干处理;高纯低熔点金属Zn靶作为ZnO的金属元素溅射源,用丙酮进行清洗,同时通入氩气和氧气作为金属氧化物的合成气氛条件;将预处理好的基片和靶材样品放入双层辉光等离子溅射腔室内,同步实现基体金属元素在氧化物薄膜中的掺杂而形成的氧化物复合薄膜。
2.一种金属箔片表面金属掺杂的氧化锌复合电极薄膜的制备方法,其特征在于,具体步骤为:
(1)靶材和基体的预处理:以高纯金属Zn靶(99.99%)作为ZnO的金属元素溅射源,对其和基体金属箔片用丙酮进行预处理,再用高压氮气烘干处理;
调节基体与靶材架之间的距离,分别从基片、靶材,及真空炉腔体中引出三个电极,基片和靶材均采用脉冲电源加热,且在镀膜过程中基体和靶材表面均形成一层等离子辉光放电区,由两层等离子辉光放电区交叠增强金属的成膜效率。
(2)金属箔片/ZnO薄膜电极的制备:向炉体即双层辉光等离子溅射腔室内充入氩气和氧气,使得炉体内气压达到20Pa,将基体电压调压至380-420V,控制基体电流至1.5-2.0A对基体进行10-20分钟预热和轰击,使得金属箔片基体表面活性增强,在进行ZnO薄膜生长时,不仅基体表面出现大量氧空位缺陷而且也同时实现了基体金属在ZnO薄膜中的自发掺杂;
而后调节基体电压为300-350V,靶材电压调节至650-700V,控制基体电流在1.5-2.2A,源极电流在0.3-0.6A,镀膜时间根据所需要厚度控制在20-40min。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中调节基体与靶材架之间的距离,保持在20-25mm。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中充入3:1-9:1的氩气和氧气,使得炉体内气压达到20Pa。