[发明专利]一种具有高击穿场强的反铁电厚膜及制备方法

权利要求书

1.一种具有高击穿场强特性的锆酸铅基反铁电厚膜，其特征在于，化学组分：(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃，其中：0≤a≤0.06，0≤x≤0.45，0≤y≤0.10，成膜助剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP，按摩尔比，(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃∶聚乙烯吡咯烷酮PVP＝1∶0.5～2。

2.一种具有高击穿电场特性的锆酸铅基反铁电厚膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)前驱体溶液的制备：

配制化学组分为(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃前驱体溶液，其溶质为醋酸铅、醋酸镧、醋酸锡、异丙醇钛、正丙醇锆，其中：按摩尔比，醋酸铅∶醋酸镧∶醋酸锡∶异丙醇钛∶正丙醇锆＝(1-a)∶(2a/3)∶(1-x-y)∶x∶y，其中，0≤a≤0.06，0≤x≤0.45，0≤y≤0.10，溶剂为冰醋酸和水，成膜助剂为聚乙烯吡咯烷酮PVP，按摩尔比，(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃∶聚乙烯吡咯烷酮PVP＝1∶(0.5～2)，前驱体溶液的浓度控制在0.4～0.7M/L；

2)制膜：

a)采用旋涂法将步骤1)中制得的前驱体溶液涂覆在LaNiO₃或Pt底电极材料上，旋转速度为3000～5000转/分、旋转时间为10～40秒，制成湿凝胶膜；

b)将步骤a)中制得的湿凝胶膜进行热处理，湿凝胶膜在300～500℃的环境下放置5～20分钟，然后再在600～700℃的环境下放置5～20分钟，取出后冷却至室温，制得干凝胶膜；

c)在步骤b)中制得的干凝胶膜上涂覆下一层前驱体溶液，涂覆步骤与a)相同，进行热处理，热处理过程与步骤b)相同，循环往复直到获得满足所需厚度的厚膜；

d)将步骤c)中制得厚膜再进行热处理，热处理前，先在厚膜表面涂覆一层PbO，PbO的摩尔浓度为0.1～0.5M/L，在热处理温度为650～750℃条件下处理30～60分钟，获得(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃反铁电厚膜，其中，0≤a≤0.06，0≤x≤0.45，0≤y≤0.10；

e)在步骤d)中获得的(Pb_1-aLa_2a/3)(Zr_1-x-ySn_xTi_y)O₃反铁电厚膜，采用直流溅射的方法溅射上金电极作为上电极，其直径为0.2mm或0.5mm、厚度为(100～200)nm。