[發明專利]一種提高介電材料電場擊穿強度的方法

在審

• 申請號: 202010981723.X
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112062578A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 彭彪林;唐嗣麟
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C04B35/622
• 分類號: C04B35/622;C04B35/493;C01G53/00;C23C26/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 盧波

1.一種提高介電材料電場擊穿強度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)將LaNiO₃前驅體溶液旋涂于Pt(111)襯底制得第一濕膜；

2)將步驟1)所得第一濕膜干燥、熱解、退火制得一層LaNiO₃薄膜；

3)重復步驟1)和步驟2)，制得多層LaNiO₃/Pt(111)復合基底；

4)將PLZST前驅體溶液旋涂于步驟3)所得的多層LaNiO₃/Pt(111)復合基底制得第二濕膜；

5)將步驟4)所得第二濕膜干燥、熱解、退火制得一層PLZST薄膜薄膜；

6)重復步驟4)和步驟5)，制得多層PLZST薄膜；

7)以Au/Cr或ITO作為頂電極，在室溫1-10khz的選定電場下測試PLZST薄膜的P-E循環，得到材料的擊穿場強；

8)將步驟7)的樣品從室溫T1狀態降至-180～-200℃的T2狀態，停留100-180s，根據材料的擊穿場強選擇25-35V偏壓值進行極化，時間為120-240s，再測試PLZST薄膜的低溫P-E循環；

9)將步驟8)的樣品從T2狀態升至室溫T1狀態，停留300-480s,在此狀態1-10khz的選定電場下再測試PLZST薄膜的P-E循環，得到材料的新的擊穿場強。

2.根據權利要求1所述的提高介電材料電場擊穿強度的方法，其特征在于，步驟1)所述的LaNiO₃前驅體溶液由如下方法制得：將原料Ni(CH3COO)₂、La(NO₃)₃于室溫溶解在冰醋酸、水和甲酰胺的混合溶液中。然后將溶液放置12-24h，最后得到濃度為0.3M的LaNiO₃前驅體溶液；將LaNiO₃前驅體溶液以4000-6000rpm的轉速旋涂30-60s在Pt(111)襯底上面，得到第一濕膜。

3.根據權利要求1或2所述的提高介電材料電場擊穿強度的方法，其特征在于，步驟2)所述干燥溫度為150-230℃，干燥時間為3-5min；所述熱解溫度為450-600℃，熱解時間為10-16min；退火溫度為700-800℃，退火時間為5-10min，退火環境為空氣氛圍。

4.根據權利要求1或2所述的提高介電材料電場擊穿強度的方法，其特征在于，步驟3)重復次數為6次。

5.根據權利要求1所述的PLZST通式為Pb_xLa_(1-x)(Zr_ySn_zTi_(1-y-z))O₃，其中0x1,0y1,0z1。

6.根據權利要求5所述的提高介電材料電場擊穿強度的方法，其特征在于，步驟4)所述的PLZST前驅體溶液由如下方法制得：將原料Pb(CH3COO)₃、Sn(CH₃COO)₂和C₆H₉O₆La·xH₂O于120℃溶解在冰醋酸和去離子水的混合液體中，然后將Zr(OC₃H₇)₄、Ti(OC₄H₉)₄于室溫溶解在冰醋酸和CH₃COCH₂COCH₃的混合液體中，最后所得的兩種混合液再次于80-150℃攪拌30min混合，并放置12-24h，得到濃度為0.3M的PLZST前驅體溶液；所述的PLZST前驅體溶液以4000-6000rpm的轉速旋涂30-40s在LaNiO₃/Pt(111)復合基底上面，得到第二濕膜。