[发明专利]基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法

权利要求书

1.基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配制原子摩尔比为Ba:Sr:Ti=X:(1-X):3、浓度为0.2～0.4M的BST溶胶，其中X为小于1的正数；

步骤2：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于基片上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第一层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₁，预晶化热处理时间为t₁，且T₁=550±10℃、10min≤t₁≤20min；

步骤3：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于第一层BST薄膜上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第二层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₂，预晶化热处理时间为t₂，且T₂=T₁+ΔT、t₂=t₁+Δt，其中ΔT为温度梯度，Δt为时间梯度，且满足：10℃≤ΔT≤30℃或10min≤Δt≤20min，或同时满足10℃≤ΔT≤30℃且10min≤Δt≤20min；

步骤4：如步骤2、3所述，在第n层BST薄膜上制备第（n+1）层BST薄膜，其中第（n+1）层BST薄膜的预晶化热处理温度为T_n+1、预晶化热处理时间为t_n+1，且T_n+1=T_n+ΔT、时间t_n+1=t_n+Δt，其中n为大于2的自然数；

步骤5：将前述步骤所得（n+1）层BST薄膜在650～750℃的温度范围内进行晶化热处理，得到最终的多层BST薄膜。

2.基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，包括以下步骤：

步骤1：配制原子摩尔比为Ba:Sr:Ti=X:(1-X):3、浓度为0.2～0.4M的BST溶胶，其中X为小于1的正数；

步骤2：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于基片上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第一层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₁，预晶化热处理时间为t₁，且T₁=650±10℃、0min≤t₁≤20min；

步骤3：将步骤1所配制的BST溶胶均匀涂覆于第一层BST薄膜上，然后经干燥、热解、预晶化热处理及冷却后得第二层BST薄膜；其中预晶化热处理温度为T₂，预晶化热处理时间为t₂，且T₂=T₁-ΔT、t₂=t₁+Δt，其中ΔT为温度梯度，Δt为时间梯度，且满足：10℃≤ΔT≤30℃或10min≤Δt≤20min，或同时满足10℃≤ΔT≤30℃且10min≤Δt≤20min；

步骤4：如步骤2、3所述，在第n层BST薄膜上制备第（n+1）层BST薄膜，其中第（n+1）层BST薄膜的预晶化热处理温度为T_n+1、预晶化热处理时间为t_n+1，且T_n+1=T_n-ΔT、时间t_n+1=t_n+Δt，其中n为大于2的自然数；

步骤5：将前述步骤所得（n+1）层BST薄膜在650～750℃的温度范围内进行晶化热处理，得到最终的多层BST薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，其特征在于，步骤1中所述BST溶胶为纯BST溶胶或掺杂BST溶胶。

4.根据权利要求1或2所述的基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，其特征在于，步骤2至步骤4中所述BST溶胶均匀涂覆方法采用甩胶机实现，具体工艺为：先以4500转/分甩胶5秒再以6000转/分甩胶35秒。

5.根据权利要求1或2所述的基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，其特征在于，步骤2至步骤4中所述干燥工艺为：干燥温度110～120℃，干燥时间10分钟。

6.根据权利要求1或2所述的基于梯度预晶化热处理的多层BST薄膜制备方法，其特征在于，步骤2至步骤4中所述热解工艺为：热解温度360～450℃，热解时间10分钟。