[发明专利]一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201710176556.X 申请日: 2017-03-23
公开(公告)号: CN106904945A 公开(公告)日: 2017-06-30
发明(设计)人: 刘军;姜楠;洪玮;骆英 申请(专利权)人: 江苏大学
主分类号: C04B35/04 分类号: C04B35/04;C04B35/468;C04B35/622;C04B35/624
代理公司: 江苏纵联律师事务所32253 代理人: 蔡栋
地址: 212000 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 并联 结构 bst mgo 挠曲 复合 薄膜 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤一,制备BST溶胶:将乙酸钡、乙酸锶、乙酸钇溶解于70℃的乙酸中,标记为A液;称取钛酸正四丁酯、乙酰丙酮溶解于乙二醇甲醚中,磁力搅拌30min后标为B液,将B液缓缓倒入到A液中,加入乙二醇,磁力搅拌2h后,加入乙酸调节pH值为3.5~4.3,获得所述的BST溶胶,其中乙酸钡、乙酸锶、钛酸正四丁酯、乙酰丙酮的摩尔比为0.65:0.35:1:2;乙酸钇的含量占整个BST溶胶的1mol%;乙酸、乙二醇的体积比为3:1;

步骤二,制备MgO溶胶:将乙酸镁溶解于乙酸中得到澄清溶液,磁力搅拌30min后加入乙酰丙酮,使之与Mg2+形成环状Mg(CH3COO)2-xACx从而抑制Mg2+过度水解;再继续加入丙三醇磁力搅拌20min,利用丙三醇用来防止水解形成的Mg(OH)2-xACx过度聚合;进一步加入PVA溶液以调整粘度,且用以提高薄膜在热处理时的塑性,减少薄膜的开裂;最后再陈化24h得到MgO溶胶;所述乙酰丙酮、乙酸镁的摩尔比为2:1;丙三醇、乙酸的摩尔比为1:3;PVA溶液质量分数为5%;

步骤三,制备BST薄膜:使用KW-4A型匀胶机在Si/SiO2/Ti/Pt基片上涂膜,转速为2500r/min,时间为10s;将旋涂好的薄膜在100℃下保温10分钟,随后在400℃热处理30min,重复上述步骤5~6次后,置于高温炉中在800℃下退火15min,得到BST薄膜A;

步骤四,制备MgO薄膜:在所述步骤三中制得的BST薄膜上喷镀电极,然后在电极上旋涂MgO溶胶,转速为2000r/min,时间为20s,再在120℃下保温20min,350℃下热处理30min,重复以上步骤达到所需的MgO薄膜厚度,最后在800℃下退火15min,得到MgO薄膜;

步骤五,制备第二层BST薄膜:在上述步骤四中制得的MgO薄膜A上喷镀电极,然后在电极上旋涂溶胶,转速为2500r/min,时间为10s;将旋涂好的薄膜在100℃下保温10分钟,随后在400℃热处理30min,重复上述步骤5~6次后置于高温炉中在800℃下退火时间为5~60min后得MgO薄膜B;

步骤六,制备并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜:在所述步骤五中制得的BST薄膜B上喷镀电极,即得到并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述的步骤一中BST溶胶pH值为3.5~4.3。

3.根据权利要求1所述的一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述的MgO薄膜可以用其他的氧化物薄膜代替,所述的其他的氧化物薄膜满足下列条件:化学性质稳定,不与电极或者功能层薄膜发生反应;熔点要高,在一定温度下不与电极层互扩散;热膨胀系数与电极层和功能层的热膨胀系数相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤四、步骤五、步骤六中涉及到的喷镀电极是用离子喷镀仪喷镀Au,也可以使用离子喷镀仪喷镀Pt;也可以用其他方法镀电极,包括离子溅射和丝网印刷。

5.根据权利要求1所述的一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述的并联结构为双层并联、三层并联或多层并联中的任一种。

6.根据权利要求1所述的一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜的制备方法,其特征在于:所述其他的氧化物薄膜为ZrO2薄膜。

7.一种并联结构的BST/MgO挠曲电复合薄膜,其特征在于:通过权利要求1-6中任一方法制备而得。

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