[发明专利]无机柔性全透明钙钛矿氧化物压控变容管及其制备方法

说明书

本发明公开了无机柔性钙钛矿氧化物压控变容管及其制备方法。该透明柔性压控变容管由依次连接的云母衬底、全透明层状(Ag/ITO)_n底电极、钙钛矿氧化物薄膜和透明ITO顶电极组成。该压控变容管以云母为衬底，使用O₂作为溅射气体，利用溅射沉积技术在云母上依次沉积厚度为150nm‑250nm的(Ag/ITO)_n底电极、厚度为200nm的钙钛矿氧化物薄膜和厚度为100nm‑300nm的ITO顶电极，制得无机柔性全透明钙钛矿氧化物压变变容管。本发明的压控变容管调谐率优异、透光率高；且柔性耐弯折，弯曲半径为1.4mm时其调谐率接近平整状态时的数值，在柔性、透明电子器件中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于电子信息材料与元器件领域，具体涉及无机柔性全透明压控变容管及其制备方法。

背景技术

随着物联网技术的快速发展和人们对于健康监控关注的提高，可穿戴电子设备包括可弯曲显示屏、触觉传感器、纳米发电机、柔性存储器等引起了广泛的关注。而越来越多的电子类产品制造商如三星、索尼、惠普、因特尔等，在开发柔性显示屏等柔性电子产品的商业需求也日益增长。而这些电子设备实现透明化、柔性化的关键步骤是实现元器件的透明化、柔性化，因而发展柔性透明的压控变容器是一个在众多领域新兴的技术目标。

可穿戴设备和二维材料的蓬勃发展为无机柔性全透明压控变容管的研究提供了需求和灵感。韩国Geon-Tae Hwang等人文献：Highly-efficient,flexible piezoelectricPZT thin film nanogenerator on plastic substrates.Advanced materials,2014,26(16):2514-2520，报道了在单晶硅片上制备PMN-PT铁电薄膜，随后通过Ni片将PMN-PT从硬质衬底上机械剥离下来并转移到PET有机衬底上，随后制成纳米发电机或者柔性压电传感器用于心脏起搏器。

然而，当前广泛使用的压控变容管都是在硬质衬底上制备的，虽然也有部分文献报道柔性压控变容管或者透明压控变容管，但这些压控变容管不能同时兼具柔性和透明性两种特性。传统的柔性衬底不耐高温，而耐高温的衬底往往不具备柔性。

因而，制备柔性且透明的压控变容管是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供无机柔性全透明钙钛矿氧化物压控变容管及其制备方法。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

无机柔性全透明钙钛矿氧化物压控变容管，柔性全透明压控变容管的由各层顺序依次为云母衬底、全透明层状(Ag/ITO)_n底电极、钙钛矿氧化物铁电薄膜和透明ITO顶电极组成。

进一步的，云母衬底为氟晶云母(AlF₂O₁₀Si₃₃Mg)，厚度0.5μm-10μm。

进一步的，全透明层状(Ag/ITO)_n底电极为多层结构，层数n为2-5，总厚度为150nm-250nm。

进一步的，钙钛矿氧化物的分子式分别为Pb(Zr_xTi_1-x)O₃、Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂或(Ba_1-ySr_y)TiO₃，其中x＝0.2-0.52，y＝0.35-0.5。

进一步的，ITO透明顶电极为质量比In₂O₃:SnO₂＝9:1的ITO薄膜，厚度为100nm-300nm。