[发明专利]一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法

说明书

本发明涉及一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法，属于铁电功能材料领域。一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法，是将LaNiO₃前驱体溶液旋涂于衬底上制得湿膜；所得产品干燥、热解，退火制得单层LaNiO₃薄膜；重复以上两个步骤，制得多层LaNiO₃复合基底；将Pb_0.99Nb_0.02(Zr_xSn_yTi_1‑x‑y)_0.98O₃前驱体溶液旋涂于所得的LaNiO₃复合基底上制得凝胶湿膜；将所得凝胶湿膜干燥、热解、退火制得单层Nb掺杂的PZST薄膜；重复以上两个步骤制得多层Nb掺杂的PZST薄膜。本发明的有益效果是：获得一种致密性好、平均晶粒尺寸小、高介电常数、电场击穿强度大、制冷温度较大等优点的反铁电薄膜；本发明制备方法相对简单，是一种高效低成本的制备技术。

技术领域

本发明涉及一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法，属于铁电功能材料领域。

背景技术

采用电卡制冷效应大的材料制成的固态制冷设备与采用气态压缩原理的制冷设备(空调、冰箱等)相比不仅具有更高的制冷效率，而且在制冷过程中没有氟利昂等制冷剂的存在，因此不会产生对环境有影响的温室效应气体。薄膜电卡制冷材料有优异的综合性能，例如大的温度变化(ΔT)、制冷效率(COP)、电卡效率(ΔT/ΔE)，在商业化固态电卡制冷器件的研究方面具有很大的应用前景。现有研究主要集中在PLZST体系中，对掺杂的PLZST体系研究较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法。

本发明Nb掺杂铁电材料Pb_0.99Nb_0.02(Zr_xSn_yTi_1-x-y)_0.98O₃，其中(x＝0.65～0.85；y＝0.1～0.3)，Nb掺杂的PZST反铁电薄膜是一种性能优良的电卡制冷材料，由于其成分组成位于准同型相界点附近，使其具有更好的电卡制冷效果；与此同时，正电卡效应随着频率的增加而增加，负电卡效应随频率的增加而减少；这样不仅为电卡制冷材料提供新的思路同时也将有利于该材料在实际中的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种通过频率调控Nb掺杂的PZST基驰豫反铁电薄膜制备方法，包括以下步骤：

1)以Ni(CH₃COO)₂、La(NO₃)₃为原料制备LaNiO₃前驱体溶液；

2)将步骤1)得到的LaNiO₃前驱体溶液以4000-6000rpm的转速旋涂30-60s在Pt衬底上面；

3)将步骤2)制得的湿膜在180-250℃干燥，然后在450-600℃热解，最后在700-800℃退火，得到一层LaNiO₃薄膜；

4)重复步骤2)和步骤3)得到多层LaNiO₃/Pt复合基底；

5)制备Pb_0.99Nb_0.02(Zr_xSn_yTi_1-x-y)_0.98O₃前驱体，其中x＝0.65～0.85；y＝0.1～0.3；