一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法

一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及稀有金属材料制备技术领域，具体涉及一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法。
【背景技术】
[0002]有些材料的介电常数在外加直流电场作用下，能够发生规律性变化，这样就可以用简单的控制外加电压的方法达到控制电容的目的。材料的这一性能称为介电可调，有介电可调性能的材料称之为介电可调材料。介电可调材料可以用于移相器，滤波器，混频器，谐振器等。比如相控阵雷达的移相器，是利用控制电压的方法来控制阵列天线中各辐射单元的相位变化，使得天线波束指向在空间移动，而天线本身不需要作机械运动。由于它具有增益高、功率大、精度高、可靠性和稳定性高、容易与数字计算机结合等特点，因此引起了各国的重视。并且压控移相器有巨大的价格优势，它比采用其它技术的器件便宜一个数量级。就可调介电材料而言，目前研究较多、性能较好的主要是钛酸锶钡(BST)及其掺杂系列，但是BST系列的烧成温度比较高。

【发明内容】

[0003]本发明旨在提出一种溶胶凝胶法制备一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法。
[0004]本发明的技术方案在于:
一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，采用如下步骤:
步骤I:先驱体的制备:
用醋酸铅加水在80°C下搅拌溶解碳酸锶，醋酸铅和醋酸锌，得到溶液甲；取适量钛酸丁酯用乙二醇甲醚搅拌溶解，得到溶液乙；甲乙两溶液混合，定容，搅拌lh，得到透明澄清的溶胶先驱体。
[0005]步骤2:基板预先用NaOH溶液浸泡洗涤，再浸入酒精用超声波振荡20min，烘干；以上述先驱体为溶胶，在清洁基板上镀膜，湿薄膜风干后冷却；重复镀膜-风干-热处理过程，获得多层薄膜。
[0006]优选地，所述的制备前驱体的过程中采用溶胶凝胶工艺，以分析纯醋酸铅、、分析纯碳酸锶、化学纯钛酸丁脂为原料，分析纯乙二醇甲醚和分析纯冰醋酸为溶剂，分析纯醋酸锌为掺杂剂。
[0007]优选地，所述的基板选用涂覆有ITO导电薄膜的玻璃片。
[0008]或者优选地，所述的在清洁基板上镀膜采用浸渍提拉法。
[0009]更优选地，所述的采用浸渍提拉法时，浸入速度和提拉速度均为4cm/min。
[0010]或者优选地，所述的湿薄膜风干后冷却可采用将风干后的湿薄膜随炉冷却或者直接将其移出炉子冷却。
[0011]本发明的技术效果在于:
通过本发明提供的方法烧结的薄膜均呈单一的钙钛矿相结构，在600°C条件下制备的Zn掺杂PST薄膜具有明显的介电可调性，其可调性随着保温时间和冷却时间的延长有所增加，介电损耗随保温时间和冷却时间的增大而减小。
【具体实施方式】
[0012]一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，采用如下步骤:
步骤I:先驱体的制备:
用醋酸铅加水在80°C下搅拌溶解碳酸锶，醋酸铅和醋酸锌，得到溶液甲；取适量钛酸丁酯用乙二醇甲醚搅拌溶解，得到溶液乙；甲乙两溶液混合，定容，搅拌lh，得到透明澄清的溶胶先驱体。
[0013]步骤2:基板预先用NaOH溶液浸泡洗涤，再浸入酒精用超声波振荡20min，烘干；以上述先驱体为溶胶，在清洁基板上镀膜，湿薄膜风干后冷却；重复镀膜-风干-热处理过程，获得多层薄膜。
[0014]其中，制备前驱体的过程中采用溶胶凝胶工艺，以分析纯醋酸铅、、分析纯碳酸锶、化学纯钛酸丁脂为原料，分析纯乙二醇甲醚和分析纯冰醋酸为溶剂，分析纯醋酸锌为掺杂剂。基板选用涂覆有ITO导电薄膜的玻璃片。在清洁基板上镀膜采用浸渍提拉法。采用浸渍提拉法时，浸入速度和提拉速度均为4cm/min。湿薄膜风干后冷却可采用将风干后的湿薄膜随炉冷却或者直接将其移出炉子冷却。
【主权项】
1.一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:采用如下步骤: 步骤I:先驱体的制备: 用醋酸铅加水在80°C下搅拌溶解碳酸锶，醋酸铅和醋酸锌，得到溶液甲；取适量钛酸丁酯用乙二醇甲醚搅拌溶解，得到溶液乙；甲乙两溶液混合，定容，搅拌lh，得到透明澄清的溶胶先驱体； 步骤2:基板预先用NaOH溶液浸泡洗涤，再浸入酒精用超声波振荡20 min，烘干；以上述先驱体为溶胶，在清洁基板上镀膜，湿薄膜风干后冷却；重复镀膜-风干-热处理过程，获得多层薄膜。2.如权利要求1一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:所述的制备前驱体的过程中采用溶胶凝胶工艺，以分析纯醋酸铅、、分析纯碳酸锶、化学纯钛酸丁脂为原料，分析纯乙二醇甲醚和分析纯冰醋酸为溶剂，分析纯醋酸锌为掺杂剂。3.如权利要求1一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:所述的基板选用涂覆有ITO导电薄膜的玻璃片。4.如权利要求1一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:所述的在清洁基板上镀膜采用浸渍提拉法。5.如权利要求4一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:所述的采用浸渍提拉法时，浸入速度和提拉速度均为4cm/min。6.如权利要求1一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，其特征在于:所述的湿薄膜风干后冷却可采用将风干后的湿薄膜随炉冷却或者直接将其移出炉子冷却。
【专利摘要】本发明涉及稀有金属材料制备技术领域，具体涉及一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法。一种Zn掺杂制备介电可调PST薄膜的方法，采用醋酸铅加水在80℃下搅拌溶解碳酸锶，醋酸铅和醋酸锌，得到溶液甲；取适量钛酸丁酯用乙二醇甲醚搅拌溶解，得到溶液乙；甲乙两溶液混合，定容，搅拌1h，得到透明澄清的溶胶先驱体。基板预先用NaOH溶液浸泡洗涤，再浸入酒精用超声波振荡20min，烘干；以上述先驱体为溶胶，在清洁基板上镀膜，湿薄膜风干后冷却；重复镀膜-风干-热处理过程，获得多层薄膜。通过本发明提供的方法烧结的薄膜均呈单一的钙钛矿相结构，在600℃条件下制备的Zn掺杂PST薄膜具有明显的介电可调性。
【IPC分类】C03C17/34
【公开号】CN105523719
【申请号】CN201510762857
【发明人】王耀斌
【申请人】陕西盛迈石油有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月11日