[发明专利]一种兼具正负电卡效应的钛酸铋钠基薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种兼具正负电卡效应的钛酸铋钠基薄膜，其特征在于，以钛酸铋钠为基材，B位复合引入铁离子和钨离子；所述的薄膜的组成通式为Na_0.5×aBi_0.5×b(Ti_1-x-yW_xFe_y)O₃，其中，1.01≤a≤1.02，1.01≤b≤1.04，0.01≤x≤0.02，0.01≤y≤0.02。

2.一种权利要求1所述的钛酸铋钠基薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）准备底电极；

（2）Na_0.5×aBi_0.5×b(Ti_1-x-yW_xFe_y)O₃前驱体溶液制备：

（a）选择乙酸钠、乙酸铋或硝酸铋、硝酸铁、钨酸钠、钛酸四异丙酯作为原料，按照Na_0.5×aBi_0.5×b(Ti_1-x-yW_xFe_y)O₃的化学计量比，准确称取原料；

（b）先量取乙酰丙酮和乙二醇甲醚于烧杯中，再将钛酸四异丙酯加入其中，室温下搅拌3-5小时，定义为溶液1；

将已称取的乙酸铋或硝酸铋、乙酸钠、硝酸铁溶解于乙二醇甲醚中，于40~70°C加热搅拌；将称取的钨酸钠溶解于乙二醇中，于40~70°C加热搅拌；以上两种溶液完全溶解后混合，定义为溶液2；

称取聚乙二醇600溶解于乙酸中，室温搅拌直至完全溶解，定义为溶液3；

（c）所有溶液冷却至室温后，将溶液2、溶液3加入到溶液1中，室温下搅拌10-15小时，获得前驱体溶液，备用；

（3）在底电极上沉积钛酸铋钠基薄膜

将前驱体溶液均匀地旋涂在底电极上，然后置于热板上烘干，再进行退火过程，重复上述“旋涂-烘干-退火”的过程；

（4）在钛酸铋钠基薄膜上沉积顶电极

采用金属Pt或Au靶，用直流磁控溅射的方法在钛酸铋钠基薄膜上沉积顶电极，

所述的底电极为Pt/Ti/SiO₂/Si或Pt/TiO₂/Mica。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的底电极在使用前，依次置于无水乙醇和丙酮的混合液，和去离子水中，各超声10-30min，并用红外灯烘干。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的Pt/TiO₂/Mica基片，其制备方法为：

选用厚度＜50 mm氟晶云母（Mica）作为基片；

制备TiO₂前驱体溶液：将乙酰丙酮和钛酸四异丙酯先后加入乙二醇甲醚中，加以搅拌后得到TiO₂前驱体溶液，备用；

将TiO₂前驱体溶液旋涂在Mica上，然后烘干，再进行退火处理，重复 “旋涂-烘干-退火”的过程共3-5次，得到TiO₂/Mica，备用；

用直流磁控溅射的方法在TiO₂/Mica上沉积Pt薄膜，得到Pt/TiO₂/Mica。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的制备TiO₂前驱体溶液, 具体为，将0.30 ml乙酰丙酮和0.89 ml钛酸四异丙酯先后加入28.81 ml乙二醇甲醚中，并搅拌1-5h，得到浓度为0.1 mol/L的TiO₂前驱体溶液。