[发明专利]钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜，其特征在于，所述电介质薄膜的化学组成为Sr_0.7Bi_0.2TiO₃/xBiFeO₃，其中x = 1 ~ 3，所述x为铁酸铋的层数，所述电介质薄膜为具有异种材料界面的叠层结构；

所述电介质薄膜为总层数为7的叠层结构，所述叠层结构为以下3种结构中的一种：

1#：Sr_0.7Bi_0.2TiO₃/1BiFeO₃，其中第4层为BiFeO₃，其余层为Sr_0.7Bi_0.2TiO₃；

2#：Sr_0.7Bi_0.2TiO₃/2BiFeO₃，其中第3、6层为BiFeO₃，其余层为Sr_0.7Bi_0.2TiO₃；

3#：Sr_0.7Bi_0.2TiO₃/3BiFeO₃，其中第2、4、6层为BiFeO₃，其余层为Sr_0.7Bi_0.2TiO₃。

2.根据权利要求1所述的一种高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜，其特征在于，其中x=2。

3.根据权利要求1所述的一种高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜，其特征在于，所述电介质薄膜的厚度为300 nm。

4.一种权利要求1中所述高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照组成的化学计量比称取硝酸铋、乙酸锶并溶于乙酸，搅拌，制得溶液A；

（2）按照组成的化学计量比称取钛酸四丁酯，并称取乙酰丙酮，将钛酸四丁酯溶于乙二醇甲醚和乙酰丙酮的混合液中，搅拌，制得溶液B；

（3）将溶液A和溶液B混合，使用乙酸调整混合溶液的浓度，使用氨水调节混合溶液的酸碱度，搅拌，制得Sr_0.7Bi_0.2TiO₃前驱体溶液；

（4）按照组成的化学计量比称取硝酸铋、硝酸铁并溶于乙酸，并加入PVP调节液体的粘度，搅拌，再使用氨水调节混合溶液的酸碱度，使用乙酸调整混合溶液的浓度并室温下，搅拌，制得BiFeO₃前驱体溶液；

（5）依次用丙酮，蒸馏水和乙醇清洗基片，然后用高纯氮气将基片吹干；

（6）用旋涂法将步骤（3）（4）中制得的前驱体溶液按照所设计的多层结构涂覆在步骤（5）所得的基片上，得到高储能密度钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜。

5.根据权利要求4所述的高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）~（4）中的搅拌温度均为室温；

步骤（1）和（2）中的搅拌时间为20~30分钟；

步骤（3）中的搅拌时间为300分钟；

步骤（4）中的搅拌时间为：调节液体的粘度时搅拌时间为20~30分钟，调节混合溶液的酸碱度时搅拌时间为20~30分钟；

步骤（3）和（4）中混合溶液的浓度均为0.2M；

步骤（2）中乙酰丙酮与钛酸四丁酯摩尔比2:1。

6.根据权利要求4所述的高储能密度的钛酸锶铋/铁酸铋异质电介质薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（5）中所述基片为Pt/Ti/SiO₂/Si基片。