[发明专利]一种光致伸缩复合膜及其制作的光驱动器

说明书

技术领域

本发明属于光致伸缩复合膜领域，具体涉及一种光致伸缩复合膜及其制作的光驱动器。

背景技术

与电、磁驱动相比，光驱动器由于具有无电磁噪音干扰和无需外加电/磁场，且可实现无线远程控制、便于器件的轻量化、小型化、集成化等优点而备受青睐，可用于微机电与微光机电系统驱动。光驱动器基于材料的光致伸缩效应工作，该类材料主要有半导体、铁电陶瓷、有机聚合物。其中，铁电陶瓷具有制备简单、成本较低、光致伸缩效应较强等优点，其光致伸缩效应是光伏效应与逆压电效应的耦合(即在光照下由于铁电材料的光伏效应而产生光生电压，然后在该电压提供的电场作用下，由于铁电材料的逆压电效应而产生形变)。光致伸缩驱动器通过组成调控、尺寸调控、测试条件优化等可以在一定程度上提高铁电材料的光致形变，但为了进一步提高光致伸缩驱动器的性能以满足飞行器等的要求，大幅增强铁电材料的光致伸缩效应(增大光生电压和压电系数)仍是一个重要而且急待解决的问题。光生电压和压电系数对材料尺度的要求是矛盾的，这是造成铁电材料光致伸缩效果不显著的重要原因。

发明内容

为了提高光驱动器的光致伸缩性能，本发明提供了一种光致伸缩膜以及其制作的光驱动器。

一种光致伸缩复合膜，包括：

一衬底层；

一底电极层，生长在衬底层上；

一压电材料层，沉积在底电极层上；

一中间电极层，沉积在压电材料层上；

一光伏材料层，沉积在中间电极层上；

一顶电极层，沉积在光伏材料层上，选用透光的导电材料制成。

进一步，所述衬底层选用SrTiO₃基片、硅基片、铂基片其中一种。

进一步，所述底电极层和中间电极层选用SrRuO₃、钙钛矿型LaNiO₃其中一种制成；所述顶电极层选用铟锡氧化物(ITO)、锡氟氧化物(FTO)、锌铝氧化物(AZO)中的一种制成。

进一步，所述压电材料层选用Pb(Zr_xTi_1-x)O₃(0<x<1)、钛酸铅(PbTiO₃)、钛酸钡(BaTiO₃)其中一种制成。

进一步，所述光伏材料层选用Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(0<x<1，0<y<1)，钛酸钡(BaTiO₃)、铁酸铋(BiFeO₃)铁电材料中的一种制成。

基于上述光致伸缩复合膜制作的光驱动器，包括：

一衬底层；

一底电极，生长在衬底层上；

一压电材料层，沉积在底电极上；

一中间电极层，沉积在压电材料层上；

一光伏材料层，沉积在中间电极层上；

一顶电极层，沉积在光伏材料层上，选用透光的导电材料制成；

所述底电极的一端向上延伸分别与压电材料层、光伏材料层和顶电极层连接；所述光伏材料层与底电极层连接的一端向下延伸至压电材料层表面，用于将中间电极层与底电极隔开。

进一步，所述衬底层选用SrTiO₃基片、硅基片、铂基片其中一种。

进一步，所述底电极和中间电极层选用SrRuO₃、钙钛矿型LaNiO₃其中一种制成；所述顶电极层选用铟锡氧化物(ITO)、锡氟氧化物(FTO)、锌铝氧化物(AZO)中的一种制成。

进一步，所述压电材料层选用Pb(Zr_xTi_1-x)O₃(0<x<1)、钛酸铅(PbTiO₃)、钛酸钡(BaTiO₃)其中一种制成。

进一步，所述光伏材料层选用Pb_1-xLa_xZr_1-yTi_yO₃(0<x<1，0<y<1)，钛酸钡(BaTiO₃)、铁酸铋(BiFeO₃)铁电材料中的一种制成。

本发明的有益效果：