[發明專利]一種氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710651293.3
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107604310B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 寧興坤;陳明敬;王淑芳;傅廣生
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/08;C23C14/28
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

1.一種氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料，其特征在于，其具有（001）面晶體取向；包括體積百分比為10~30%的氧化鎳與體積百分比為70~90%的鈦酸鋇；該氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料由脈沖激光沉積法制得。

2.根據權利要求1所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料，其特征在于，其為納米層狀復合薄膜，厚度為150~180nm。

3.根據權利要求1所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料，其特征在于，其為納米柱狀復合薄膜；所述納米柱狀復合薄膜厚度為120~160nm，是由氧化鎳、鈦酸鋇材料在基板上沿各自的基礎向上堆積而成。

4.根據權利要求1所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料，其特征在于，其為納米顆粒復合薄膜；所述納米顆粒復合薄膜厚度為100~120nm，是由氧化鎳、鈦酸鋇以納米顆粒結構混雜排布成膜。

5.一種如權利要求1所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料的制備方法，其特征在于，采用脈沖激光沉積法制備得到氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料。

6.一種如權利要求2所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

（a）采用固態粉末燒結法分別制備得到鈦酸鋇靶材和氧化鎳靶材；

（b）將步驟（a）中所制備的鈦酸鋇靶材和氧化鎳靶材分別安放在脈沖激光沉積設備的沉積室中，備用；

（c）對Nb:SrTiO₃基板進行清洗，干燥后放置于脈沖激光沉積設備的沉積室中，升溫，進行退火處理；

（d）采用脈沖激光沉積法在所述基板溫度為650~750°C和5~25Pa氧壓的條件下，用激光先轟擊所述鈦酸鋇靶材10~30秒，在所述基板上沉積鈦酸鋇薄膜；然后用激光轟擊所述氧化鎳靶材100秒，在所述鈦酸鋇薄膜上沉積氧化鎳薄膜；以及

（e）重復步驟（d）20~40次，即可得到氧化鎳-鈦酸鋇納米層狀復合薄膜。

7.根據權利要求6所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料的制備方法，其特征在于，步驟（e）中所制備得到的氧化鎳-鈦酸鋇納米層狀復合薄膜在一個大氣壓下，原位退火30分鐘，然后以2°C /min的速率冷卻至室溫。

8.一種如權利要求3所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

（a）采用固態粉末燒結法分別制備得到鈦酸鋇靶材和氧化鎳靶材；

（b）將步驟（a）中所制備的鈦酸鋇靶材和氧化鎳靶材分別安放在脈沖激光沉積設備的沉積室中，備用；

（c）對Nb:SrTiO₃基板進行清洗，干燥后放置于脈沖激光沉積設備的沉積室中，升溫，進行退火處理；

（d）采用脈沖激光沉積法在所述基板溫度為650~750°C和5~25Pa氧壓的條件下，在所述基板上沉積鈦酸鋇1~3秒，然后沉積氧化鎳10秒；以及

（e）重復步驟（d）200次，即可得到氧化鎳-鈦酸鋇納米柱狀復合薄膜。

9.一種權利要求4所述的氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

（a）采用固態粉末燒結法制備得到氧化鎳-鈦酸鋇復合靶材；

（b）將步驟（a）中所制備的氧化鎳-鈦酸鋇復合靶材安放在脈沖激光沉積設備的沉積室中，備用；

（c）對Nb:SrTiO₃基板進行清洗，干燥后放置于脈沖激光沉積設備的沉積室中，升溫，進行退火處理；以及

（d）采用脈沖激光沉積法在所述基板溫度為650~750°C和5~25Pa氧壓的條件下，用激光轟擊所述氧化鎳-鈦酸鋇復合靶材，在所述基板上沉積得到氧化鎳-鈦酸鋇納米顆粒復合薄膜。

10.權利要求1~9中任一項氧化鎳-鈦酸鋇納米復合鐵電薄膜材料在鐵電存儲器、超級電容器、晶體場效應管及聲表面波器件中的應用。