一种硅/钴酸镧锶/锆钛酸铅三层结构铁电材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种硅/钴酸镧锶/锆钛酸铅三层结构压电材料的制备方法，属无机压电铁电材料制备工艺技术领域。本发明采用溶胶-凝胶工艺在普通硅衬底上制备具有(100)晶面择优取向的锆钛酸铅(PZT)薄膜和钴酸镧锶(LSCO)氧化物电极薄膜；同时通过改变LSCO溶胶的浓度来控制PZT薄膜的取向生长。本发明可降低衬底、电极的工艺成本，同时可优化PZT薄膜的结构和性能。本发明的产品可运用于用作微机电系统传感器和换能器的压电铁电材料。

主权项

1. 一种硅/钴酸镧锶/锆钛酸铅三层结构铁电材料的制备方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：a. 钴酸镧锶LSCO和锆钛酸铅PZT溶胶的制备(1). 钴酸镧锶LSCO溶胶的制备：钴酸镧锶LSCO的化学式为La0.5Sr0.5CoO3；选用分析纯的硝酸镧[La(NO3)3·6H2O]、硝酸锶[Sr(NO3)2]和醋酸钴[Co(CH3COO)2·0.5H2O]为起始原料，按照化学计量比称量配料混合；三者的摩尔质量比为：La:Sr:Co＝1:1:2；加入适量去离子水在常温下搅拌至完全溶解；在磁力搅拌下进行冷凝回流反应2～3小时；然后降温至70℃，撤冷凝回流装置，加入聚乙烯醇，搅拌1小时，接着降温至65℃加入冰醋酸搅拌至聚乙烯醇完全溶解；最后在常温下搅拌至溶液清澈呈紫色，得到钴酸镧锶LSCO溶胶；(2). 锆钛酸铅PZT溶胶的制备：锆钛酸铅PZT的化学式为Pb(Zr0.53Ti0.47)O3；选用异丙醇锆[Zr(OC3H7)4]、钛酸四正酊酯[Ti(OC4H9)4]两种醇盐为前驱体；铅的前驱体用三水乙酸铅[Pb(CH3COO)2·3H2O]经70℃烘三天得到之物质；溶剂为乙二醇甲醚[CH2CH2OCH3OH]；采用冰醋酸和去离子水作为水解程度和粘度的调节剂；将上述含锆、钛、铅三种原料按化学计量称量配料并充分混合；三种原料的摩尔质量比为Zr:Ti:Pb＝0.53:0.47:1.2；然后加入溶剂乙二醇甲醚，在常温下搅拌至完全溶解；随后在磁力搅拌下于90℃进行冷凝回流反应2～3小时；然后在常温下搅拌半小时后，加入适量冰醋酸和去离子水，最后再在常温下搅拌12小时，得到锆钛酸铅PZT溶胶；