[发明专利]一种柔性薄膜体声波谐振器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性薄膜体声波谐振器，包括由下至上依次设置的衬底、下电极、压电层和上电极，其特征在于：所述上电极和下电极的材质为石墨烯、碳纳米管CNT或聚3,4-乙烯二氧噻吩PEDOT，所述压电层的材质为聚偏氟乙烯PVDF或共聚物P(VDF-TrFE)与ZnO纳米棒、锆钛酸铅PZT或氮化铝AIN的复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述衬底的材料为聚酰亚胺PI或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET。

3.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述上电极上设置有保护层；所述保护层的材质为聚二甲基硅氧烷PDMS或硅树脂。

4.根据权利要求3所述的一种柔性薄膜体声波谐振器，其特征在于：所述衬底的厚度为10-100μm，所述上电极和下电极的厚度为10-100nm，所述压电层的厚度为1-10μm，所述保护层的厚度为10-100μm。

5.一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：固定衬底，在衬底上表面通过还原氧化石墨制备石墨烯下电极；

S2：在下电极上表面利用水热法制备ZnO纳米棒；

S3：在ZnO纳米棒上旋涂P(VDF-TrFE)，并真空退火处理；

S4：在ZnO/P(VDF-TrFE)上表面通过还原氧化石墨制备石墨烯上电极，并进行极化；

S5：在上电极上层沉积固化聚二甲基硅氧烷溶液制备保护层。

6.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：所述S1步骤中的还原氧化石墨的具体步骤如下：

S1.1：利用天然石墨、浓硝酸和浓硫酸的混酸或高锰酸钾试剂，采用Hummers方法制备得到氧化石墨溶液；

S1.2：使用旋涂仪将氧化石墨溶液沉积到衬底上表面；

S1.3：将完成沉积的氧化石墨放入200-400℃的真空恒温箱中进行还原。

7.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：所述S2步骤的具体制备步骤如下：

S2.1：利用醋酸锌和乙醇配置ZnO晶种溶液；

S2.2：使用旋涂仪将ZnO晶种溶液沉积到下电极上表面；

S2.3：将六水硝酸锌和六次甲基四胺加入去离子水中配制生长溶液；

S2.4：将ZnO晶种放入生长溶液中，并在90摄氏度的真空烘箱中水热生长1-4小时。

8.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：所述S3步骤的具体步骤如下：

S3.1：将P(VDF-TrFE)粉末溶于10％溶液浓度的MEK/DMSO混合有机溶剂中，通过超声波混合器使P(VDF-TrFE)粉末充分溶解，配制P(VDF-TrFE)溶液；

S3.2：使用旋涂仪将P(VDF-TrFE)溶液沉积到ZnO纳米棒上表面；

S3.3：将完成沉积的P(VDF-TrFE)置于140℃的真空恒温箱中进行退火处理。

9.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：所述S4步骤的具体步骤如下：

S4.1：使用旋涂仪将氧化石墨溶液沉积到ZnO/P(VDF-TrFE)薄膜的上表面；

S4.2：将完成沉积的氧化石墨置于60℃的真空恒温箱中进行还原；

S4.3：对ZnO/P(VDF-TrFE)薄膜进行极化处理。

10.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜体声波谐振器的制备方法，其特征在于：所述S5步骤的具体步骤如下：

S5.1：以10:1混合比例的聚二甲基硅氧烷和乙烷制备PDMS溶液；

S5.2：使用旋涂仪将PDMS溶液沉积到上电极上表面；

S5.3：将完成沉积的PDMS置于40-80℃的恒温箱进行固化。