热等离子体雾态气化制备Ba<SUB>x</SUB>Sr<SUB>1－x</SUB>TiO<SUB>3</SUB>薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种热等离子体雾态气化制备Ba_xSr_1－xTiO₃薄膜的方法，以Ba(NO₃)₂、BaCl₂、Sr(NO₃)₂、SrCl₂、TiCl₄、Ti(SO₄)₂和TiOSO₄中的一种分别为Ba、Sr和Ti源，制备了BST的硝酸盐和氯化物水溶液先体；通过调节Ba和Sr的加入比，配置不同Ba组份x的Ba_xSr_1－xTiO₃先体溶液；在MPE制备薄膜系统上，先体采用超声雾化，用氩气和氧气的混合气为载气，将雾化液滴输运到常压发生的射频感应等离子体中，液滴中的源物质在等离子体的超高温下气化，在被等离子体尾焰加热的基片上沉积反应，生成BST薄膜。本发明薄膜的组份调节方便；沉积速率高，一次成膜，制备周期短，无需多次涂覆或后续热处理，并可在线大面积沉积薄膜；制备的BST薄膜光滑致密，在100kHz的介电常数821，当所施加电场强度0－100kV/cm时，薄膜介电常数的调谐率达到43％。

主权项

1.一种热等离子体雾态气化制备BaxSr1-xTiO3薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)以Ba(NO3)2和Sr(NO3)2为Ba和Sr源，Ti(SO4)2或TiOSO4为Ti源，用过量的Ba2+沉淀Ti(SO4)2中引入的SO42-离子，然后在溶液中加入适量的Sr(NO3)2，充分搅拌，产生的BaSO4沉淀沉降过夜，过滤得到的滤液即为BST的硝酸盐先体；通过调节Ba和Sr的加入比，配置0.05M的不同Ba组份x的BaxSr1-xTiO3(x＝0.2，0.4，0.6和0.8)硝酸盐水溶液先体；2)以BaCl2和SrCl2为Ba和Sr源，TiCl4为Ti源，将原料分别溶于去离子水中，充分混合搅拌，制备了BST的氯化物先体。通过调节Ba和Sr的加入比，配置了0.05M的不同Ba组份x的BaxSr1-xTiO3(x＝0.2，0.4，0.6和0.8)氯化物水溶液先体；3)以BaCl2和SrCl2为Ba和Sr源，Ti(SO4)2或TiOSO4为Ti源，将原料BaCl2/Ti(SO4)2(或TiOSO4)的摩尔比调整为3∶1(对TiOSO4为2∶1)，用过量的Ba2+沉淀Ti(SO4)2或TiOSO4中引入的SO42-离子，然后在溶液中加入适量的Sr(NO3)2，充分搅拌，产生的BaSO4沉淀沉降过夜，过滤得到的滤液即为BST的氯化物先体。通过调节Ba和Sr的加入比，配置了0.05M的不同Ba组份x的BaxSr1-xTiO3(x＝0.2，0.4，0.6和0.8)氯化物溶液先体；4)在MPE制备薄膜系统上，先体采用超声雾化，用氩气和氧气的混合气为载气，将雾化液滴输运到常压发生的射频感应热等离子体中，液滴中的源物质在热等离子体的超高温下气化，在被等离子体尾焰加热的基片上沉积反应，生成BST薄膜。