[发明专利]面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜及其制备方法、应用

权利要求书

1.一种面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)衬底清洗

将衬底进行清洗，去除基底上的有机和无机杂质，烘干；所述衬底为无机衬底或在无机衬底上生长无机薄膜组成的复合衬底；

(2)配置晶种层溶液

将镧系硝酸盐溶于正丙醇或醚醇类溶剂，制得镧系硝酸盐溶液，作为晶种层溶液；

(3)配置锆钛酸铅Pb_xZr_yTi_1-yO₃前驱体溶液

首先，制备乙酸铅溶液，其中溶质为乙酸铅，溶剂为醚醇类溶剂；然后，将钛酸四乙酯、钛酸异丙酯或钛酸四异丁酯中任意一种，按化学式中的原子比溶于乙酸铅溶液中，再按化学式中的原子比滴加正丙醇锆或异丙醇锆溶液，搅拌均匀；最后滴加乙酰丙酮作为螯合剂，充分搅拌，得到螯合后的锆钛酸铅前驱体溶液，密封静置；

其中，所述Pb_xZr_yTi_1-yO₃为Pb_1.0Zr_0.2Ti_0.8O₃、Pb_1.1Zr_0.65Ti_0.35O₃、Pb_1.2Zr_0.52Ti_0.48O₃、Pb_1.3Zr_0.35Ti_0.65O₃、Pb_1.5Zr_0.52Ti_0.48O₃、Pb_1.1Zr_0.8Ti_0.2O₃、Pb_1.15Zr_0.52Ti_0.48O₃、Pb_1.15Zr_0.3Ti_0.7O₃中的一种；

(4)制备晶种层

将步骤(2)制备的晶种层溶液滴在步骤(1)清洗后的基底上，然后依次进行旋涂和热解处理，制得晶种层；制备过程中通过调节旋涂速度和旋涂次数调节薄膜的厚度；

(5)制备锆钛酸铅薄膜

将步骤(3)配置的锆钛酸铅前驱体溶液，滴于步骤(4)制备的晶种层上，依次进行旋涂和退火处理，制得锆钛酸铅晶体薄膜；制备过程中通过调节旋涂速度和旋涂次数调节薄膜的厚度。

2.根据权利要求1所述的面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，所配制的镧系硝酸盐溶液浓度为0.01～0.4mol/L；

所述的步骤(3)中，所配置的锆钛酸铅Pb_xZr_yTi_1-yO₃前驱体溶液浓度为0 .02～1.0mol/L。

3.根据权利要求1所述的面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，热解的温度为200～450℃；

所述的步骤(5)中，退火的温度为500～850℃。

4.根据权利要求1所述的面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，所加螯合剂乙酰丙酮的量为总体积的0.5％-8％。

5.根据权利要求1所述的面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，衬底选自硅、氧化铝、氧化镁、玻璃或者选自在无机衬底上生长氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、氮化铝中的任意一种而形成的复合衬底。

6.根据权利要求1所述的面向下一代高速通信的锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中的醚醇类溶剂均选自乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、乙二醇乙醚中的任意一种或多种。