[发明专利]一种Bi2

说明书

本发明公开了一种Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料及其制备方法和应用，所述制备方法通过选择乙酰丙酮搭配正硅酸四乙酯，并协同含有Bi的有机盐溶液，制得的硅酸铋前驱体薄膜在特定的温度下烧结，成功制备得到Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料。该方法为化学溶液沉积法，不需要真空条件，且烧结温度低，制备过程简单，成本低，制得的Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料均匀致密、无杂相生成，具有稳定的介电常数及较小的介电损耗，具有较高的居里温度，具有良好的介电特性，无铅，对环境友好，无毒；能够用于制备介电薄膜电容器，在光电器件等微电子器件及集成电路领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及功能薄膜材料技术领域，更具体地，涉及一种Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

含Pb的钙钛矿氧化物如PbTiO₃、Pb(Zr,Ti)O₃等虽然具有较高的介电常数，但由于Pb具有毒性且易挥发存在严重的环保问题，许多地方已经禁止了Pb的使用。而诸如BaTiO₃等无铅材料，由于其具有较低的居里温度（120℃），限制了其使用范围，因而探索新型的介电材料具有重要意义，特别是居里温度较高的无铅薄膜材料。

因此，需要开发出居里温度较高的无铅介电薄膜材料及其制备方法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的居里温度较低的缺陷，提供一种Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料的制备方法，该制备方法采用化学溶液沉积法，不需要真空条件，且烧结温度低，制备过程简单，制得的Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料具有较高的居里温度，具有良好的介电特性，无铅，对环境友好。

本发明的另一目的在于，提供一种Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料。

本发明的又一目的在于，提供上述Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料在在介电薄膜材料中的应用。

本发明的又一目的在于，提供上述Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料在制备介电薄膜电容器中的应用。

本发明的还一目的在于，提供上述Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料在制备光电器件中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：

S1. 制备酸性的含有Bi的有机盐溶液；

S2. 将正硅酸四乙酯和乙酰丙酮的混合均匀，得到混合溶液；所述乙酰丙酮与正硅酸四乙酯的摩尔比为(2.0~3.0)∶1.0；

S3. 将S2.的混合溶液与S1.的有机盐溶液在室温下混合均匀，反应后得到硅酸铋前驱体溶液；

S4. 利用步骤S3.制得的硅酸铋前驱体溶液在基底上制备硅酸铋前驱体薄膜；

S5. 将步骤S4.的硅酸铋前驱体薄膜进行热处理，制备得到Bi₂SiO₅硅酸铋薄膜材料；所述热处理的温度为475~575 ℃。