[发明专利]一种自组装Ba(Hf,Ti)O3

权利要求书

1.一种自组装Ba(Hf,Ti)O₃:HfO₂纳米复合无铅外延单层薄膜，其特征在于，包括Nb:SrTiO₃基片、BaHf_xTi_1-xO₃层和上电极，其中BaHf_xTi_1-xO₃层设置于Nb:SrTiO₃基片的上表面，上电极设置于BaHf_xTi_1-xO₃层上表面，x≥0.44；

Nb:SrTiO₃基片为（001）取向生长的单晶Nb:SrTiO₃基片；

BaHf_xTi_1-xO₃层厚度为50-450nm。

2.一种自组装Ba(Hf,Ti)O₃:HfO₂纳米复合无铅外延单层薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下过程：

在Nb:SrTiO₃基片上表面制备BaHf_xTi_1-xO₃层，在BaHf_xTi_1-xO₃层上表面制备上电极，其中，x≥0.44；

BaHf_xTi_1-xO₃层厚度为50-450nm；

在Nb:SrTiO₃基片上表面通过磁控溅射制备BaHf_xTi_1-xO₃层，磁控溅射采用BaHf_xTi_1-xO₃陶瓷靶材；

磁控溅射时，先对磁控溅射系统的沉积腔抽真空，使得沉积腔内真空度不小于10^-5mbar；再向沉积腔内通入氩气与氧气按照体积比为1/1混合而成的混合气体，此时沉积腔内气压为200mbar；再使沉积腔温度升高至850℃，然后将Nb:SrTiO₃基片进行烘烤10min，除去Nb:SrTiO₃基片表面的附着物；再将沉积腔抽真空，使沉积腔的真空度不小于10^-5mbar；再向沉积腔通入所述混合气体，使沉积腔内所需生长气压为0.2 mbar；

待沉积腔中的气压稳定后，调节BaHf_xTi_1-xO₃陶瓷靶材的位置以及生长时间，在Nb:SrTiO₃基片上实现预设厚度的外延薄膜的生长，溅射功率为100W；

生长结束后，向沉积腔内通入所述混合气体，使沉积腔的气压到达200mbar，并在该气压下进行退火15min；退火结束后待温度降至室温得到所述自组装纳米复合无铅外延单层薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种自组装Ba(Hf,Ti)O₃:HfO₂纳米复合无铅外延单层薄膜的制备方法，其特征在于，磁控溅射系统中，靶间距为55mm，在室温环境下通过混合气体首先进行预溅射10~12h，除去靶材表面杂质，其中，混合气体为氩气与氧气的混合气体，氩气与氧气体积比为1/1；然后再进行磁控溅射。