[發明專利]一種高介電蛋清薄膜材料的制備方法以及可穿戴電子器件

有效

• 申請號: 201910059887.4
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109705585B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 周廣東;段書凱;王麗丹;胡小芳
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08K5/06;C08K3/26;C08J5/18
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明適用于材料技術領域，提供了一種高介電蛋清薄膜材料的制備方法以及可穿戴電子器件。該薄膜制備方法包括：從禽蛋中提取出蛋清溶液；按配方稱取三聚甘油、5,6?二羥基吲哚、NaHCO₃粉末和蛋清溶液；將三聚甘油加入稱好的蛋清溶液中，在室溫條件下攪拌2.5～3.5小時，得到第一混合液；向第一混合液加入5,6?二羥基吲哚和NaHCO₃粉末，并攪拌至溶液顏色變為黑紫色，得到第二混合液；將第二混合液均勻灘涂在預先準備好的玻璃板上，并于95℃～99℃保持2.5～3.5小時烘干，取出并冷卻至室溫后剝離，得到薄膜材料。采用本發明制備方法制得的薄膜材料，采用成本低廉且可生物降解的禽蛋蛋清作為薄膜主要原料，并且制得的薄膜材料具有優異的介電性能，可與目前的使用的HfO₂媲美。

技術領域

本發明屬于材料技術領域，尤其涉及一種高介電蛋清薄膜材料的制備方法以及可穿戴電子器件。

背景技術

目前電子設備、包括筆記本電腦、超級計算機和人工智能芯片等都是基于硅基技術發展起來的。首先，隨著芯片上的晶體管的數量集成度不斷提高，使得SiO₂材料的物理厚度不斷縮減，目前已經接近其物理極限厚度(～3納米)。尋找合適的高介電常數材料來替代SiO₂延續硅基材料電子器件壽命是最為直接有效的方方法。其次，硅基材料制備的晶體管為基礎的電子產品不可降解和環境污染成為難以攻克的難題。半個世紀以來，發展環境友好型功能材料、儲備新一代功能電子產品制備技術是當下世界各個國家研發和技術保護的重點之一。最后，可穿戴、超高柔性的電子產品在航海、航天、軍事和民用方向無不顯示出其巨大的優勢和潛力。

目前用于替代SiO₂材料用于擴展晶體管集成密度，由于HfO₂(二氧化鉿)的介電常數在13～25之間，使用HfO₂來替代SiO₂可以有效的解決由于物理極限厚度帶來的漏電流問題。最為代表性的是目前CPU,i3～i7系列的處理器，就是使用了這種HfO₂的復合物。

但是，HfO₂材料難以滿足柔性電子產品的需求，并且Hf金屬材料屬于不可再生的稀有金屬資源，成本昂貴且不可降解，環保性差。

發明內容

本發明實施例提供一種薄膜材料，旨在解決現有的HfO₂材料難以滿足柔性電子產品的需求，并且Hf金屬材料屬于不可再生的稀有金屬資源，成本昂貴且不可降解，環保性差的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種薄膜材料的制備方法，包括如下步驟：

從禽蛋中提取出蛋清溶液；

按配方稱取三聚甘油、5,6-二羥基吲哚、NaHCO₃粉末和蛋清溶液，備用；

將三聚甘油加入稱好的蛋清溶液中，在室溫條件下攪拌2.5～3.5小時，得到第一混合液；

向所述第一混合液加入5,6-二羥基吲哚和NaHCO₃粉末，并攪拌至溶液顏色變為黑紫色，得到第二混合液；

將所述第二混合液均勻灘涂在預先準備好的玻璃板上，并將所述玻璃板放入烘干裝置中，95℃～99℃保持2.5～3.5小時，取出并冷卻至室溫后剝離，得到所述薄膜材料。

本發明實施例還提供了一種可穿戴電子器件，所述可穿戴電子器件包括采用上述的薄膜材料的制備方法制得的薄膜材料制得的電子元件。