[发明专利]一种高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，该电介质薄膜的化学组成为(1-x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃-xBa(Zr_0.2Ti_0.8)O₃；

所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按照组成的化学计量比和预设浓度称取硝酸铋，乙酸钠，乙酸钡，溶于乙二醇甲醚、乙酸和氨水的混合液中，并额外加入一定摩尔浓度的硝酸铋和乙酸锰，在加热下搅拌得到溶液A；

(2)按照组成的化学计量比和预设浓度量取钛酸四丁酯，正丁醇锆，溶于乙二醇甲醚、乙酸和乙酰丙酮的混合液中，搅拌得到溶液B；

(3)将溶液A和溶液B混合、搅拌、陈化后得到(1-x)Bi_0.5Na_0.5TiO₃-xBa(Zr_0.2Ti_0.8)O₃前驱体溶液；

(4)用旋涂法将步骤(3)中制得的前驱体溶液旋涂在清洗并干燥后的基片上，然后进行退火结晶，重复旋涂-退火步骤多次后得到所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜；

步骤(1)中，额外加入5mol％的硝酸铋和2mol％乙酸锰。

2.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，所述的x＝0.3-0.9。

3.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，所述的电介质薄膜的厚度为300-400nm。

4.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述的预设浓度为0.1-0.2M。

5.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，所述的基片为Pt(111)/Ti/SiO₂/Si基片。

6.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，所述的基片依次用丙酮，蒸馏水和乙醇清洗，然后用高纯氮气将基片吹干。

7.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，步骤(4)所述的旋涂采用以下步骤：

(a)在基片上旋转涂覆一层前驱体溶液，转速为3000-4000转/秒，时间为30秒；

(b)将步骤(a)后所得的薄膜依次在快速退火炉中350℃处理3分钟，580℃处理5分钟；

(c)重复步骤(b)直至获得所需厚度的薄膜，制得高储能特性钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜。

8.根据权利要求1所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜，其特征在于，使用溅射仪在电介质薄膜的表面镀直径为0.2mm大小的电极，制得薄膜电容器。

9.一种如权利要求1～3任一项所述的高储能特性的钛酸铋钠-锆钛酸钡电介质薄膜的应用，其特征在于，将所述的电介质薄膜用于电容器领域。