[发明专利]一种具有高居里温度大剩余极化及疲劳特性好的Bi(Zn1/2Zr1/2)O3-PbTiO3基铁电薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高居里温度大剩余极化及疲劳特性好的Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-PbTiO₃基铁电薄膜，其特征在于：以分析纯的Pb(COOCH₃)₂·3H₂O、Ti(OC₄H₉)₄ 、Bi(NO)₃·5H₂O、Zn(COOCH₃)₂·2H₂O以及Zr(NO)₄·5H₂O为主要原料；按照(1-x)Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-xPbTiO₃称取符合化学剂量比的各种原料进行配比制得；其中，0.6＜x＜1.0。

2.根据权利要求1所述的具有高居里温度大剩余极化及疲劳特性好的Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-PbTiO₃基铁电薄膜，其特征在于：所述Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-PbTiO₃基铁电薄膜通过PLD、磁控溅射或溶胶凝胶法制备得到。

3.一种具有高居里温度大剩余极化及疲劳特性好的Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-PbTiO₃基铁电薄膜的制备方法，其特征在于：所述制备方法采用溶胶凝胶法，包括如下步骤：

（1） 以分析纯的Pb(COOCH₃)₂·3H₂O、Ti(OC₄H₉)₄ 、Bi(NO)₃·5H₂O、Zn(COOCH₃)₂·2H₂O以及Zr(NO)₄·5H₂O为主要原料；按照(1-x)Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-xPbTiO₃ 称取符合化学剂量比的各种原料进行配制；其中，0.6＜x＜1.0；

（2） 先称取化学计量比的Ti(OC₄H₉)₄，溶解于乙二醇甲醚中，所述乙二醇甲醚和Ti(OC₄H₉)₄的质量比为1~30：1，搅拌使其充分溶解，形成均匀、澄清的溶液；之后加入水和冰醋酸分别作为络合剂和稳定剂；所述Ti(OC₄H₉)₄、冰醋酸和水的质量比为1~10：1~2：1；

（3） 将Bi(NO)₃·5H₂O、Zn(COOCH₃)₂·2H₂O和Zr(NO)₄·5H₂O按照所需的化学计量依次加入到上述步骤（2）配得的溶液当中，最后采用乙二醇甲醚定容，得到的溶液浓度在0.05至0.5mol/L之间；将所得液体静置，令其充分水解；水解时间在1至60天之间；

（4） 将所述步骤（3）所得到的溶胶旋涂在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si基底上，之后在300至500℃下热解并重复n次以上旋涂和热解步骤得到所需的厚度薄膜；

（5） 将得到的样品在300-800℃下使用传统退火方式退火30min以上或快速退火炉快速退火1min以上；如需要增加薄膜厚度，再重复以上旋涂热解退火流程，即可得到Bi(Zn_1/2Zr_1/2)O₃-PbTiO₃薄膜。