[发明专利]一种复合热释电材料及其制备方法与制备硅基厚膜的方法

权利要求书

1、一种复合热释电材料，为聚偏二氟乙烯与Pb_1+x(Sc_0.5Ta_0.5)O₃纳米陶瓷粉体的复合材料，0.05≤x≤0.1，其中纳米陶瓷粉体的体积分数为30～70％。

2、权利要求1所述复合热释电材料的制备方法，包括以下步骤：

(A1)按照下述过程配制钪钽酸铅(PST)先驱体溶胶：按照化学式Pb_1+x(Sc_0.5Ta_0.5)O₃控制化学计量比(Ta+Sc)/Pb＝1/(1+x)，0.05≤x≤0.1，先将醋酸钪溶解于溶剂乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中，按1∶10～1∶20体积比加入浓硝酸作为催化剂，搅拌至澄清溶液后，然后按上述化学计量比加入Ta(OC₂H₅)₅，搅拌至澄清，形成ScTaO₄先驱物溶液，再将醋酸铅溶解于溶剂乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中，搅拌至澄清溶液，然后将两种溶液混合，搅拌形成钪钽酸铅先驱体溶胶；

(A2)将钪钽酸铅先驱体溶胶存放4～72小时后，烘干、预烧、球磨、干燥，得到钪钽酸铅纳米粉体；

(A3)将聚偏二氟乙烯与N，N-二甲基乙酰胺按质量比5∶100～20∶100混合，再加热、搅拌溶解，得到聚偏二氟乙烯溶液；

(A4)将聚偏二氟乙烯溶液倒入钪钽酸铅陶瓷纳米粉体中，其中，钪钽酸铅粉体的体积分数为30～70％，搅拌让其混合充分并超声除泡。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(A1)中，将醋酸钪先在120℃温度下恒温2～5小时除去结晶水后，再溶解于乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中，并按1∶20～1∶40体积比加入三乙醇胺作稳定剂。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(A2)中，烘干温度为120～140℃，时间为2～4小时，以150～350℃/h的升温速率升至500～700℃下预烧2～6小时。

5、一种利用权利要求1所述的复合热释电材料制备硅基厚膜的方法，其步骤包括

(B1)对Si基片进行清冼；

(B2)在Si基片上热氧化一层1～2μm厚的SiO₂隔热层；

(B3)在Si基片正面溅射沉积Pt/Ti电极；

(B4)将所述复合热释电材料的浆料旋涂沉积在Si片上，烘干；

(B5)重复步骤(B4)，得到所需的厚度，再退火得到热释电厚膜；

(B6)制备上电极。

6、根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(B2)中，在热氧化一层SiO₂隔热层后，再在650～680℃下采用低压化学气相沉积方法依次沉积厚度分别为100～300nm与400～600nm的Si₃N₄与SiO₂。

7、根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤(B4)中，旋涂速度为2000～4000转/分钟，时间为20～50秒，烘干温度为80～100℃。

8、根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤(B5)中，退火时升温速率为120～300℃/h，退火温度为120～160℃，退火时间为1～4小时。