制备钛酸锶钡铁电薄膜的方法

摘要

本发明属于铁电薄膜材料制备方法，在传统Sol－Gel法的基础上，先在基片上提供一层种子层，在其上反复旋涂BST溶胶，以制成均匀的BST薄膜。本发明步骤：以醋酸铅Pb(C₂H₃O₂)₂溶于水和冰醋酸CH₃COOH构成的溶剂中，以钛酸四丁酯Ti(OC₄H₉) ₄溶于乙二醇乙醚C₂H₅O(CH₂)₂OH溶剂中，两部分混合搅拌成为PbTiO₃溶胶；PbTiO₃溶胶加入N·N－甲酰胺C₃H₇NO和乙二醇C₂H₆O₂为添加剂，组份充分均匀，形成PbTiO₃种子层前驱体；在基片上旋转涂覆PbTiO₃种子层前驱体，形成湿薄膜，紫外灯照射使之成为固体膜，热处理形成无机膜；重复旋转涂覆步骤2～4次，经热处理，即形成种子层；再采用传统Sol－Gel方法在种子层上制备BST薄膜。采用本发明制备的BST铁电薄膜无裂纹和孔洞，晶粒明显生长、分布均匀，可满足UFPA系统探测材料的要求。

主权项

1.一种制备钛酸锶钡铁电薄膜的方法，其步骤依次为：(1)取钛酸锶钡铁电BST溶液的浓度为Xmoll-1，则种子层溶胶的浓度为X±0.2moll-1，其中X为0.3～0.5；(2)当种子层溶胶的浓度为0.1～0.7moll-1时，每制备50ml种子层溶胶，以0.005-0.035mol醋酸铅Pb(C2H3O2)2溶于1-3ml水和10-16ml冰醋酸CH3COOH构成的溶剂中，以等量的0.005-0.035mol钛酸四丁酯Ti(OC4H9)4溶于10-16ml乙二醇乙醚C2H5O(CH2)2OH溶剂中，再将上述两部分混合、边搅拌边加热成为PbTiO3溶胶；(3)上述PbTiO3溶胶加入等量的N·N-甲酰胺C3H7NO和乙二醇C2H6O2各4-8ml为添加剂，边搅拌边加热，使组份充分均匀，形成PbTiO3种子层前驱体；(4)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上旋转涂覆PbTiO3种子层前驱体，形成湿薄膜，在紫外灯下照射使之成为固体膜，再经热处理形成无机膜；(5)重复步骤(4)2～4次，再经热处理，即形成光滑均匀表面黏附性能好的种子层；(6)再采用传统Sol-Gel方法在种子层上面制备BST薄膜，BST薄膜的退火分别在快速热处理炉RTA中进行。