[發明專利]基于植入式納米線電極的介電可調薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 200810059996.8
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN101239515A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 杜丕一;胡安紅;翁文劍;韓高榮;趙高凌;沈鴿;宋晨路;徐剛;張溪文
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B33/00;B32B17/06;H01L21/28;H01L29/00;C23C28/04;C23C16/42;C23C14/35;C23C14/08;C23C14/58;B05D1/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

1、基于植入式納米線電極的介電可調薄膜，其特征在于：在基板(1)上自下而上依次沉積有硅化鈦導電薄膜層(2)，硅化鈦導電納米線層(3)和電介質薄膜層(4)。

2、根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜，其特征在于：基板(1)是玻璃基板、單晶硅基板或多晶硅基板。

3、根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜，其特征在于：硅化鈦導薄膜電層(2)由是Ti₅Si₃晶相或TiSi₂晶相，或Ti₅Si₃和TiSi₂晶相組成。

4、根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜，其特征在于：硅化鈦導電納米線層(3)是形態為硅化鈦納米線、納米釘、納米棒、納米線簇或火箭狀納米線的TiSi晶相或TiSi₂晶相。

5、根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜，其特征在于：電介質薄膜層(4)為Pb_xSr_1-xTiO₃電介質薄膜，x＝0.1～0.9，或為Ba_ySr_1-yTiO₃電介質薄膜，y＝0.2～0.8。

6.根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)按化學式Pb_xSr_1-xTiO₃，x＝0.1～0.9，取粉末碳酸鍶，氧化鉛和二氧化鈦，球磨混合，其中氧化鉛過量0.02％mol，然后壓靶，燒結，制得靶材Pb_xSr_1-xTiO₃；或按化學式Ba_ySr_1-yTiO₃，y＝0.2～0.8，取粉末碳酸鍶，碳酸鋇和二氧化鈦，球磨混合，然后壓靶，燒結，制得靶材Ba_ySr_1-yTiO₃；

2)清洗基板，以化學氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導電薄膜層和硅化鈦導電納米線層；

3)用磁控濺射法在步驟2)制得的復合結構的硅化鈦導電納米線層上濺射沉積介電薄膜Pb_xSr_1-xTiO₃或Ba_ySr_1-yTiO₃；濺射時反應室真空度保持在0.5～2Pa，以氬氣和氧氣為濺射氣氛，或以氬氣為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為5～45sccm、0～15sccm；

4)濺射后的Pb_xSr_1-xTiO₃或Ba_ySr_1-yTiO₃介電薄膜，在空氣中于450～650℃熱處理10min～60min。

7.根據權利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將醋酸鉛和碳酸鍶溶入乙酸，然后加水，水與乙酸的體積比為1∶7，使鉛的濃度為0.1～0.9mol/L，鍶的濃度為0.9～0.1mol/L，攪拌至全部溶解，得到溶液甲；

2)將鈦酸丁酯溶入乙二醇甲醚，使鈦的濃度為1mol/L，攪拌，得到溶液乙；

3)將甲、乙兩種溶液混合，攪拌至均勻，得到先驅體溶膠Pb_xSr_1-xTiO₃，x＝0.1～0.9；

4)清洗基板，以化學氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導電薄膜層和硅化鈦導電納米線層；

5)采用浸漬提拉或者旋涂甩膠方法在硅化鈦納米線電極層上鍍先驅體溶膠，自然風干后形成薄膜，然后在450～650℃熱處理10min～60min。