[发明专利]掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料，其特征在于，该薄膜材料的组分为：

0.95(0.8Bi_1/2Na_1/2TiO₃-0.2Bi_1/2K_1/2)TiO₃-0.05SrTiO₃+x mol％Mn，其中0＜x≤1.0。

2.根据权利要求1所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料，其特征在于，Mn的掺杂量优选0.2mol％、0.5mol％或1.0mol％。

3.如权利要求1-2中任一项所述掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)按(0.8Bi_1/2Na_1/2TiO₃-0.2Bi_1/2K_1/2)TiO₃+x mol％Mn的化学计量比称取硝酸铋、乙酸钠、乙酸钾、乙酸锰并溶于乙酸，利用乙酰丙酮为络合剂将异丙醇钛溶于乙二醇乙醚，再将上述溶液混合配制前驱体溶液A；

(2)按SrTiO₃的化学计量比称取乙酸锶并溶于乙酸，利用乙酰丙酮为络合剂将异丙醇钛溶于乙二醇乙醚，再将上述溶液混合配制前驱体溶液B；

(3)按0.95(0.8Bi_1/2Na_1/2TiO₃-0.2Bi_1/2K_1/2)TiO₃-0.05SrTiO₃(BNT-BKT-ST)+xmol％Mn的化学计量比，将前驱体溶液A以及前驱体溶液B混合，并在50～70℃搅拌120分钟制得前驱体溶液C；

(4)将Pt/Ti/SiO₂/Si或LaNiO₃/Pt/Ti/SiO₂/Si衬底在200～500℃预处理10～20分钟；

(5)控制转速为2000～3000转/秒，在预处理过的衬底上旋转涂覆前驱体溶液C，涂覆时间为20～30秒；

(6)将旋转涂覆的薄膜依次在管式炉中于100～200℃处理2～3分钟，300～400℃处理5～10分钟，600～800℃处理20～40分钟，即制备得到掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料。

4.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硝酸铋、乙酸钠、乙酸钾、乙酸锰溶于乙酸后加热至沸腾15～30分钟。

5.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的异丙醇钛在50～70℃在乙二醇乙醚中搅拌60分钟。

6.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述的前驱体溶液A的浓度为0.3M。

7.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的乙酸锶溶于乙酸后加热至沸腾15～30分钟。

8.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的异丙醇钛在50～70℃在乙二醇乙醚中搅拌60分钟。

9.根据权利要求3所述的一种掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，所述的前驱体溶液B的浓度为0.3M。

10.根据权利要求3-9中任一项所述掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料的制备方法，其特征在于，制备得到掺Mn的钛酸铋纳-钛酸铋钾-钛酸锶三元系压电薄膜材料在微电子学、光电子学和微电子机械系统领域中应用。