[发明专利]一种高储能密度叠层薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高储能密度叠层薄膜，其特征在于它由BMZ层和BZT层构成，总厚度在150-250nm之间；BMZ层和BZT层的总层数为6层，BMZ层为2-4层，BZT层为2-4层；其中BMZ代表Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O₃；BZT代表Ba(Zr_0.25Ti_0.75)O₃。

2.根据权利要求1所述的一种高储能密度叠层薄膜，其特征在于所述叠层储能薄膜结构排列上依次为BMZ3/BZT3、BMZ/BZT/BMZ/BZT/BMZ/BZT、BZT2/BMZ2/BZT2、BMZ1/BZT4/BMZ1叠层薄膜，其中数字代表层数。

3.权利要求1或2所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于首先将Bi(NO₃)₃·5H₂O、Mg(C₂H₃O₂)₂·4H₂O、ZrO₄C₁₆H₃₆混合溶于包含有醋酸、乙酰丙酮和乙二醇甲醚的混合溶剂中，制得BMZ前驱体溶液；然后将Ba(CH₃COO)₂、C₁₆H₃₆O₄Ti、ZrO₄C₁₆H₃₆混合溶于包含有醋酸、乙酰丙酮和乙二醇甲醚的混合溶剂中，制得BZT前驱体溶液；而后，按照叠层薄膜的结构，将BMZ前驱体溶液和BZT前驱体溶液按顺序旋涂在基片上，每旋涂一层后都需要置于热板进行热解并采用快速退火炉进行退火，最终制得所述高储能密度叠层薄膜。

4.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于醋酸、乙酰丙酮和乙二醇甲醚之间的体积比为(10-20):1：(30-40)。

5.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于制备BMZ前驱体溶液的方法为：按照组成表达式Bi(Mg_0.5Zr_0.5)O₃中Bi、Mg和Zr的摩尔比将Bi(NO₃)₃·5H₂O、Mg(C₂H₃O₂)₂·4H₂O和ZrO₄C₁₆H₃₆进行称量配料，婚后溶于包含有醋酸、乙酰丙酮和乙二醇甲醚的混合溶剂中，制得总浓度为0.1-0.3mol/L的BMZ前驱体溶液。

6.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于制备BZT前驱体溶液的方法为：按照组成表达式Ba(Zr_0.25Ti_0.75)O₃中Ba、Zr和Ti的摩尔比将Ba(CH₃COO)₂、C₁₆H₃₆O₄Ti、ZrO₄C₁₆H₃₆进行称量配料，混合溶于包含有醋酸、乙酰丙酮和乙二醇甲醚的混合溶剂中，制得总浓度为0.1-0.3mol/L的BZT前驱体溶液。

7.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于旋涂过程具体为：先以400-800rpm的速度旋转5-15s后转为3500-5000rpm旋转20-40s。

8.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于热解过程是将基片在200-300℃、325-375℃、375-425℃这三个温度区间下分别热解4-6min。

9.根据权利要求3所述的高储能密度叠层薄膜的制备方法，其特征在于退火过程为层层退火，退火温度为600-750℃，退火时间为90-150s，在空气气氛下进行。