[发明专利]一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，所述稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器利用磁控溅射方法制备，包括以下步骤：

步骤(1)，将BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷作为靶材，将靶材和基片安装到位；

步骤(2)，预处理基片；

步骤(3)，预溅射BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材；

步骤(4)，溅射BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材，使BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材在基片上进行外延薄膜生长，生成的薄膜厚度为350nm-450nm；

步骤(5)，对步骤(4)生成的薄膜进行退火处理，得到稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器。

2.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材采用BaTiO₃粉和HfO₂粉制备，制备过程为：按照BaHf_0.17Ti_0.83O₃的化学计量比将BaTiO₃粉和HfO₂粉混合均匀，再将混合物依次进行球磨、预烧结、二次球磨、造粒、成型和烧结，得到BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材。

3.根据权利要求2所述的一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，制备BaHf_0.17Ti_0.83O₃陶瓷靶材过程中，球磨与二次球磨的过程参数相同，具体为：球石、混合物和酒精的质量比为2：1：1，球磨转速为380～420r/min，球磨时间为5-7h；

预烧结温度为855-945℃，预烧结时间为3-5h；

成型选用压片机，成型过程中的压强为38-42Mpa，保压时间为4-6min；

烧结的烧结温度为1000-1100℃、烧结时间为3-5h。

4.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，基片采用(001)取向生长的导电单晶SrTiO₃基片，安装基片前，将清洁基片，再将清洁后的基片安装到位。

5.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，步骤(2)的具体步骤为：将磁控溅射系统内的气压抽至10^-5-10^-4mbar，通入氧气和氩气的混合气体，至磁控溅射系统内的气压为380-420mbar，开始加热基片；基片加热至810-890℃并保温9-11min；保温结束后，再次将磁控溅射系统内的气压抽至10^-5-10^-4mbar，然后通入氧气和氩气的混合气体，至磁控溅射系统内的气压为190-210mbar；所述氧气和氩气的混合气体中氧气和氩气体积比为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种稀土元素改性的宽温薄膜储能电容器，其特征在于，所述步骤(3)中，预溅射的溅射气氛为混合气体气氛，混合气体由体积比1:1的氧气和氩气组成；溅射靶与基片之间的距离为52-58mm；溅射功率为95-105W；溅射时间为9-11min，气压为190-210mbar。