[发明专利]一种(100)择优取向和高介电常数的锆钛酸铅压电薄膜的制备方法

摘要

一种(100)择优取向和高介电常数的锆钛酸铅压电薄膜的制备方法，属于压电材料薄膜制备领域。制备步骤包括：1)将钛酸四丁酯加入乙酰丙酮里，再加入乙二醇甲醚、乙酸铅、硝酸锆和甲酰胺，并通过酸碱调节剂调节溶液PH，制备化学式为Pb1.25(ZryTi1‑y)O3和Pb1.10(ZryTi1‑y)O3的两种锆钛酸铅前驱体溶液；2)将两种锆钛酸铅前驱体溶液按照m/n的层数比循环沉积在衬底上，重复沉积至所需厚度，热处理后得到具有(100)晶粒择优取向的锆钛酸铅薄膜。采用本发明方法制备的锆钛酸铅压电薄膜具有(100)晶向取向度高、介电与铁电性能优。

主权项

1.一种(100)择优取向和高介电常数的锆钛酸铅压电薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)以乙酸铅、硝酸锆和钛酸四丁酯为原料，乙二醇甲醚为溶剂，乙酰丙酮和甲酰胺为稳定剂，制备两种锆钛酸铅前驱体溶液，具体步骤为：先将钛酸四丁酯加入乙酰丙酮溶液中，再加入乙二醇甲醚、乙酸铅、硝酸锆和甲酰胺，并通过酸碱调节剂调节溶液PH，制备得到化学式为Pb_1.25(Zr_yTi_1‑y)O₃和Pb_1.10(Zr_yTi_1‑y)O₃的两种锆钛酸铅前驱体溶液，其中y为0.50‑0.53；所述的锆钛酸铅前驱体溶液，其pH值为4.0‑5.5，浓度为0.30‑0.50mol/L；制备Pb_1.25(Zr_yTi_1‑y)O₃和Pb_1.10(Zr_yTi_1‑y)O₃两种锆钛酸铅前驱体溶液时，分别控制乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比为1.25：y：(1‑y)：(0.7‑1.2)：(1.8‑2.4)和1.1：y：(1‑y)：(0.7‑1.2)：(1.8‑2.4)；2)将步骤1)制备得到的两种锆钛酸铅前驱体溶液按照m/n的层数比循环沉积在衬底上，重复沉积至所需厚度，其中m为化学式为Pb_1.25(Zr_yTi_1‑y)O₃的锆钛酸铅前驱体溶液的层数，n为化学式为Pb_1.10(Zr_yTi_1‑y)O₃的锆钛酸铅前驱体溶液的层数，m/n为1/1、1/2、1/3和1/4；再经热处理后得到具有(100)晶粒择优取向、高介电常数的锆钛酸铅压电薄膜；其中热处理步骤包括：先在150‑200℃下干燥，去除锆钛酸铅压电薄膜中的水分，然后在300‑450℃下将锆钛酸铅压电薄膜热分解处理，再在600‑700℃下退火处理。