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高通量成分梯度反铁电基薄膜材料及其制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-16 15:49:46

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-25 15:07:45
本申请公开了一种高通量成分梯度反铁电基薄膜材料及其制备方法,所述高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的制备方法包括以下步骤:获取衬底;在所述衬底上沉积形成底电极层;通过移动掩膜版,在所述底电极层上沉积不同比例的锆酸铅和掺杂组分,得到高通量成分梯度反铁电基薄膜材料,其中,所述掺杂组分包含钡元素。本申请解决了现有技术测试不同钡离子掺杂比例与反铁电基薄膜材料性能之间的关系的准确性较低的技术问题。
1.一种高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的制备方法包括以下步骤: 获取衬底; 在所述衬底上沉积形成底电极层; 通过移动掩膜版,在所述底电极层上沉积不同比例的锆酸铅和掺杂组分,得到高通量成分梯度反铁电基薄膜材料,其中,所述掺杂组分包含钡元素。 2.如权利要求1所述的高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的制备方法,其特征在于,所述通过移动掩膜版,在所述底电极层上沉积不同比例的锆酸铅和掺杂组分,得到高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的步骤包括: 通过向预设第一方向移动掩膜版,在所述底电极层上沉积不同厚度的锆酸铅; 通过向预设第二方向移动掩膜版,在所述锆酸铅上沉积不同厚度的掺杂组分,其中,所述第二方向为所述第一方向的反方向; 将预设第一循环次数增加一次,得到新的预设第一循环次数; 若所述新的预设第一循环次数大于或等于预设第一循环次数阈值,则获得高通量成分梯度反铁电基薄膜材料。

反铁电(AFE,Antiferroelectric)材料在外部刺激(电场,温度和应力)下,非极性和极性状态之间具有独特的场诱导一阶相变,通常表现出较大的场诱导应变,高的储能密度,大的热释电系数和巨大的电热量效应,广泛应用于微型执行器,红外探测器,数字存储器,高储能电容器和冷却装置等储能以及转换应用。PZO(PbZrO3,锆酸铅)是一种典型的反铁电材料,但在纯PZO陶瓷中,其反铁电-铁电相变的临界电场超过了介电击穿场强,因此很难应用在储能及转换应用领域。

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本申请提供了一种高通量成分梯度反铁电基薄膜材料及其制备方法,所述高通量成分梯度反铁电基薄膜材料的制备方法包括以下步骤:获取衬底;在所述衬底上沉积形成底电极层;通过移动掩膜版,在所述底电极层上沉积不同比例的锆酸铅和掺杂组分,得到高通量成分梯度反铁电基薄膜材料,其中,所述掺杂组分包含钡元素。本申请通过移动掩膜版,可以实现同一底电极层上的分区生长,进而可以调控锆酸铅和掺杂组分在各个分区的沉积量,进而即可在连续沉积过程中形成不同成分梯度的反铁电基薄膜材料,相比于逐一制备不同铅钡的反铁电基薄膜材料的方式,本申请由于是在同一个连续沉积过程中形成的不同成分梯度的反铁电基薄膜材料,各个成分对应区域的生长控制参数相近,进而可以得到性质较为相近,仅具有铅钡成分含量这一变量的高通量成分梯度反铁电基薄膜材料,进而在使用制备得到的高通量成分梯度反铁电基薄膜材料,建立不同钡离子掺杂比例与反铁电基薄膜材料性能之间的关系时,可以更好地控制变量,使得实验结果受到除厚度之外的其他因素的干扰较小,可以有效降低实验北京误差,提高结果的准确性,克服了现有技术测试不同钡离子掺杂比例与反铁电基薄膜材料性能之间的关系的准确性较低的技术问题。

技术合作

凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利处理范围内。