[发明专利]基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜及其制备方法

权利要求书

1、基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜，其特征在于：在基板(1)上自下而上依次沉积有硅化钛导电薄膜层(2)，硅化钛导电纳米线层(3)和电介质薄膜层(4)。

2、根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜，其特征在于：基板(1)是玻璃基板、单晶硅基板或多晶硅基板。

3、根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜，其特征在于：硅化钛导薄膜电层(2)由是Ti₅Si₃晶相或TiSi₂晶相，或Ti₅Si₃和TiSi₂晶相组成。

4、根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜，其特征在于：硅化钛导电纳米线层(3)是形态为硅化钛纳米线、纳米钉、纳米棒、纳米线簇或火箭状纳米线的TiSi晶相或TiSi₂晶相。

5、根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜，其特征在于：电介质薄膜层(4)为Pb_xSr_1-xTiO₃电介质薄膜，x＝0.1～0.9，或为Ba_ySr_1-yTiO₃电介质薄膜，y＝0.2～0.8。

6.根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)按化学式Pb_xSr_1-xTiO₃，x＝0.1～0.9，取粉末碳酸锶，氧化铅和二氧化钛，球磨混合，其中氧化铅过量0.02％mol，然后压靶，烧结，制得靶材Pb_xSr_1-xTiO₃；或按化学式Ba_ySr_1-yTiO₃，y＝0.2～0.8，取粉末碳酸锶，碳酸钡和二氧化钛，球磨混合，然后压靶，烧结，制得靶材Ba_ySr_1-yTiO₃；

2)清洗基板，以化学气相沉积法在基板上依次沉积硅化钛导电薄膜层和硅化钛导电纳米线层；

3)用磁控溅射法在步骤2)制得的复合结构的硅化钛导电纳米线层上溅射沉积介电薄膜Pb_xSr_1-xTiO₃或Ba_ySr_1-yTiO₃；溅射时反应室真空度保持在0.5～2Pa，以氩气和氧气为溅射气氛，或以氩气为溅射气氛，氩气和氧气的流量分别为5～45sccm、0～15sccm；

4)溅射后的Pb_xSr_1-xTiO₃或Ba_ySr_1-yTiO₃介电薄膜，在空气中于450～650℃热处理10min～60min。

7.根据权利要求1所述的基于植入式纳米线电极的介电可调薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将醋酸铅和碳酸锶溶入乙酸，然后加水，水与乙酸的体积比为1∶7，使铅的浓度为0.1～0.9mol/L，锶的浓度为0.9～0.1mol/L，搅拌至全部溶解，得到溶液甲；

2)将钛酸丁酯溶入乙二醇甲醚，使钛的浓度为1mol/L，搅拌，得到溶液乙；

3)将甲、乙两种溶液混合，搅拌至均匀，得到先驱体溶胶Pb_xSr_1-xTiO₃，x＝0.1～0.9；

4)清洗基板，以化学气相沉积法在基板上依次沉积硅化钛导电薄膜层和硅化钛导电纳米线层；

5)采用浸渍提拉或者旋涂甩胶方法在硅化钛纳米线电极层上镀先驱体溶胶，自然风干后形成薄膜，然后在450～650℃热处理10min～60min。