專利名稱：基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
自1991年Iijima合成納米碳管以來， 一維納米材料由于其新穎的物理、 化學(xué)和生物學(xué)特性以及在納米器件中的潛在用途成為當(dāng)今納米技術(shù)的研究熱 點(diǎn)。以納米線為基礎(chǔ)能達(dá)到普通半導(dǎo)體技術(shù)所不能達(dá)到的更高的器件密度，所 以，隨著納米科技的發(fā)展和微電子裝置的小型化，以納米線為基礎(chǔ)來制備納米 電子和光電子器件引起了廣泛注意。它們將在未來的集成電路、傳感器、光探 測器、平面顯示以及未來的納米計算機(jī)等領(lǐng)域扮演重要的角色。就硅化物納米 線而言，已經(jīng)引起了國際學(xué)術(shù)界的相當(dāng)重視，并開始了場發(fā)射、生物分子傳感 等方面的應(yīng)用研究。
同時，隨著器件小型化，邊緣電場效應(yīng)在電容器、MOS器件中變得尤為 重要，關(guān)于邊緣電場的研究和應(yīng)用也備受關(guān)注。所謂邊緣電場，通常指的是電 極邊緣引起的電場，由于產(chǎn)生在電極邊緣，這些電場未必能被很好地利用，邊 緣電場相對集中，是距離的函數(shù)。由于電場相對集中，若有效用于介電可調(diào)薄 膜，則可望用來提高介電可調(diào)薄膜的可調(diào)性，因而實(shí)驗(yàn)上常設(shè)計出共面電極、 叉指電極及各種復(fù)雜的電極結(jié)構(gòu)以充分利用邊緣電場來提高薄膜的可調(diào)性；而 邊緣電場的大小隨距離電極位置的大小而變化，這種位置敏感特性使其廣泛應(yīng) 用于化學(xué)探測傳感器，由于基于邊緣電場的這種傳感器具有相對高的靈敏度， 使其基本取代了平行板式電容傳感器。邊緣電場還應(yīng)用于高分辨率液晶相柵等 諸多方面，具有誘人的前景。
鐵電材料具有優(yōu)良的介電、壓電、鐵電、熱釋電及介電非線性等特性，其 極化強(qiáng)度可隨外加電場呈非線性變化的性質(zhì)可用于制備微波可調(diào)元器件，如相 控陣天線上的移相器、振蕩器、濾波器、延遲線等，應(yīng)用前景十分樂觀。就研 究體系而言，目前主要集中在鈣鈦礦相鐵電材料，如鈦酸鍶鋇(BST)與鈦酸 鍶鉛(PST)系列等。隨著現(xiàn)代器件發(fā)展的小型化和集成化，薄膜材料表現(xiàn)出 了它特有的優(yōu)越性，因而薄膜材料的研究已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)闹匾?。但是，與陶 瓷材料相比，薄膜的性能還遠(yuǎn)未達(dá)到期望值，因此許多問題急待深入地研究和 解決。作為微波介電材料，為了在可調(diào)微波器件中得到更好的應(yīng)用，材料應(yīng)具有較高的優(yōu)值(可調(diào)性能和介電損耗的比值)。因而，介電材料應(yīng)具有如下性 能在微波頻率下， 一方面，缺陷要少，介電損耗和漏電電流要小，且應(yīng)該有 較低的介電常數(shù)；另一方面，在直流偏壓電場下，介電常數(shù)的變化要大，有較 高的可調(diào)性能。進(jìn)一步，考慮到電子元器件的小型化甚至微型化必然是今后的 發(fā)展方向，而這種發(fā)展趨勢必將要求微型元器件適合在更低的電壓下進(jìn)行工 作。然而，通常介電可調(diào)薄膜的調(diào)制電壓大都在25-100V之間，因而還有很 多的工作要做。
顯然，給出新思路和新方法，設(shè)計新型結(jié)構(gòu)以解決微型器件的低電壓工作 問題將成為制備高性能元器件的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低電壓高可調(diào)及低損耗的基于植入式納米線 電極的介電可調(diào)薄膜及其制備方法。
本發(fā)明的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，在基板上自下而上依次 沉積有硅化鈦導(dǎo)電薄膜層，硅化鈦導(dǎo)電納米線層和電介質(zhì)薄膜層。
上述的基板可以是玻璃基板、單晶硅基板或多晶硅基板。
所說的硅化鈦導(dǎo)電層是由Ti5Si3晶相或TiSi2晶相，或Ti5Si3和TiSi2晶相 組成。硅化鈦導(dǎo)電納米線層是形態(tài)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。電介質(zhì)薄膜層為PbxSri_xTi03電介 質(zhì)薄膜，x=0.1 0.9，或?yàn)锽aySn.yTi03電介質(zhì)薄膜，y=0.2 0.8。
本發(fā)明的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜的制備方法，可以采用磁 控濺射沉積法或溶膠-凝膠法制備，以下對兩種制備方法分別說明。
方法1，基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜的制備方法，采用磁控濺 射沉積法，步驟如下
1) 按化學(xué)式PbxSr^Ti03， 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(jié)，制得靶材PbxSn.J103; 或按化學(xué)式BaySi^yTi03， 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(jié)，制得靶材BaySrLyTi03;
2) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導(dǎo)電薄膜層和硅 化鈦導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜PbxSrhTi03或BaySrLyTi03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.5 2 Pa，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PbxSr!.xTi03或BaySiVyTiO3介電薄膜，在空氣中于450 650。C
熱處理10min 60min。
PbxSri.xTi03或BaySrLyTi03介電薄膜的厚度由濺射生長時間決定。 方法2，基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜的制備方法，采用溶膠-凝
膠法，步驟如下
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l: 7，使鉛 的濃度為0.1 0.9mol/L，鍶的濃度為0.9 0.1 mol/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lmol/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(qū)體溶膠PbxSn.xTi03， x=0.1 0.9;
4) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導(dǎo)電薄膜層和硅 化鈦導(dǎo)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(qū)體溶 膠，自然風(fēng)干后形成薄膜，然后在450 650。C熱處理10min 60min。
PbxSr,-xTi03介電薄膜的厚度由浸漬提拉速度，或旋涂甩膠速度決定。一般， 提拉速度控制在2cm/min 6cm/min，旋涂速度控制在300r/min 900r/min。 本發(fā)明與背景技術(shù)相比具有的有益的效果是
1、 將硅化鈦導(dǎo)電納米線植入薄膜內(nèi)部，充分利用納米電極的巨大邊緣電 場，可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性具有納米線底電極的 P、SiVxTi03薄膜能在極低的電壓下(3V 4V)獲得非常高的可調(diào)性(60% 70%),同樣具有納米線底電極的BaySrLyTi03薄膜能在極低的電壓下(4V 7V)獲得非常高的可調(diào)性(50% 60%)，比沒有納米線電極的介電可調(diào)薄膜 的調(diào)制電壓有了大大下降，僅為一般情況下的1/6 1/10以下。
2、 硅化鈦導(dǎo)電納米線在介電薄膜濺射過程中使濺射的薄膜蓬松，從而在 介電薄膜晶化過程中釋放應(yīng)力，使薄膜能更好致密，缺陷少，損耗小。
3、 植入硅化鈦導(dǎo)電納米電極后的介電薄膜是一種高可調(diào)低損耗的高性能 介電可調(diào)薄膜，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是電容和損耗隨電壓的變化曲線；其中(a)為沉積在硅化鈦導(dǎo)電薄
膜層上的Pbo.4StU6Ti03薄膜的電容和損耗隨電壓的變化曲線；(b)為沉積在硅
化鈦導(dǎo)電納米線上的Pbo.4Sro.6Ti03薄膜的電容和損耗隨電壓的變化曲線。
圖3是PST表面形貌掃描圖；其中(a)為沉積在硅化鈦導(dǎo)電薄膜層上的
Pb0.4Sro.6Ti03薄膜的表面形貌掃描圖；(b)為沉積在硅化鈦導(dǎo)電納米線上的
Pba4Sra6Ti03薄膜的表面形貌掃描圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
參照圖l，本發(fā)明的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，在基板l上 自下而上依次沉積有硅化鈦導(dǎo)電薄膜層2，硅化鈦導(dǎo)電納米線層3和電介質(zhì)薄 膜層4。
實(shí)施例1:
1) 按化學(xué)式PbxSr^Ti03， x=0.4，取粉末碳酸鍶，氧化鉛和二氧化鈦，其 中氧化鉛過量0.02%mol，以補(bǔ)償鉛的揮發(fā)損失；經(jīng)球磨混合，然后壓耙，燒 結(jié)制得靶材Pba4Sr。.6Ti03;
2) 清洗玻璃基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積Ti5Si3導(dǎo)電薄膜層 和TiSi導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜Pb。.4Sro.6Ti03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.6 Pa，以氬氣和氧氣 為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為10sccm、 10sccm,濺射功率為80W，濺 射時間為2h;
4) 濺射后的Pbo,4SrG.6Ti03介電薄膜，在空氣中于600。C熱處理30min。得 到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。
參見圖2 (b)，本例的基于植入式納米線電極的PST薄膜在3V時可調(diào)性 可達(dá)70%，而圖2 (a)沉積在硅化鈦導(dǎo)電層上的PST薄膜，只有當(dāng)電壓高于 25V時，可調(diào)性才能達(dá)到63%，由此可見，基于植入式納米線電極的PST薄 膜比沒有納米線電極的PST介電可調(diào)薄膜的調(diào)制電壓有了大大下降。同時，由 圖3 (b)可見，沉積在硅化鈦導(dǎo)電納米線上的PST薄膜的結(jié)構(gòu)致密，無缺陷 和孔穴。而圖3 (a)沉積在硅化鈦導(dǎo)電層上的PST薄膜有明顯的裂痕和大的 孔穴。沉積在硅化鈦導(dǎo)電納米線層上的PST薄膜的損耗僅為0.08，遠(yuǎn)小于沉積 在硅化鈦導(dǎo)電薄膜層上的PST薄膜的損耗0.6。因此，本發(fā)明的基于植入式納 米線電極的介電可調(diào)薄膜是低電壓高可調(diào)及低損耗的高性能介電可調(diào)薄膜。
實(shí)施例2:1) 按化學(xué)式PbxSr,.xTi03， x-O.l，取粉末碳酸鍶，氧化鉛和二氧化鈦，其 中氧化鉛過量0.02%mol，以補(bǔ)償鉛的揮發(fā)損失；經(jīng)球磨混合，然后壓靶，燒 結(jié)制得靶材Pb(uSro.9Ti03;
2) 清洗單晶硅基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積Ti5Si3導(dǎo)電薄膜 層和TiSi2導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜PbcuSro.9Ti03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.8 Pa，以氬氣和氧氣 為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為3sccm、 27sccm，濺射功率為60W,濺 射時間為3h;
4) 濺射后的Pb(uSro.9Ti03介電薄膜，在空氣中于59(TC熱處理50min。 得到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電
極的PST薄膜可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，3V時可調(diào)性可達(dá) 67%;損耗為0.03。 實(shí)施例3:
1) 按化學(xué)式PbxSr!.xTi03， x=0.9，取粉末碳酸鍶，氧化鉛和二氧化鈦，其 中氧化鉛過量0.02%mol，以補(bǔ)償鉛的揮發(fā)損失；經(jīng)球磨混合，然后壓靶，燒 結(jié)制得靶材Pb。.9SrcuTi03;
2) 清洗多晶硅基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積TisSi3導(dǎo)電薄膜 層和TiSi導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜Pbo,9Sr(uTi03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在1 Pa,以氬氣和氧氣 為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為12sccm、 45sccm,濺射功率為90W，濺 射時間為2h;
4) 濺射后的Pb。.9Sf(uTi03介電薄膜，在空氣中于62(TC熱處理30min。 得到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電
極的PST薄膜可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，3V時可調(diào)性可達(dá) 66%;損耗為0.06。
實(shí)施例4:
1) 按化學(xué)式BaySr^Ti03， y=0.7，取粉末碳酸鍶，碳酸鋇和二氧化鈦，經(jīng) 球磨混合，然后壓靶，燒結(jié)制得靶材Baa7Sra3Ti03;
2) 清洗玻璃基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積TisSb和TiSb導(dǎo) 電薄膜層和TiSi導(dǎo)電納米線層；3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜Bao.7Sra3Ti03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.7 Pa,以氬氣和氧 氣為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為7sccm、 21sccm,濺射功率為80W,濺 射時間為2h;
4) 濺射后的Bao.7Sr。.3Ti03介電薄膜，在空氣中于500。C熱處理60min。 得到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電
極的BST薄膜可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，5V時可調(diào)性可達(dá) 56%;損耗為0.04。 實(shí)施例5:
1) 按化學(xué)式BaySrLyTi03， y=0.8，取粉末碳酸鍶，碳酸鋇和二氧化鈦，經(jīng) 球磨混合，然后壓靶，燒結(jié)制得靶材Bao.8Sro,2Ti03;
2) 清洗多晶硅基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積TiSi2導(dǎo)電薄膜 層和TiSi導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜Bao.8Sra2Ti03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在1.2 Pa，以氬氣和氧 氣為濺射氣氛，氬氣和氧氣的流量分別為10sccm、 llsccm,濺射功率為120W, 濺射時間為lh;
4) 濺射后的Baa8Sra2Ti03介電薄膜，在空氣中于60(TC熱處理30min。 得到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電
極的BST薄膜可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，4V時可調(diào)性可達(dá) 51%;損耗為0.05。 實(shí)施例6:
1) 按化學(xué)式BaySiVyTi03， y=0.2，取粉末碳酸鍶，碳酸鋇和二氧化鈦，經(jīng) 球磨混合，然后壓靶，燒結(jié)制得靶材8%281"().81103;
2) 清洗多晶硅基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積TisSi3導(dǎo)電薄膜
層和TiSi2導(dǎo)電納米線層；
3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜Bao.2Sr。.8Ti03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.6 Pa，以氬氣為濺 射氣氛，氬氣為20sccm，濺射功率為100W,濺射時間為2h;
4) 濺射后的Bao.2Sr。.8Ti03介電薄膜，在空氣中于610。C熱處理45min。 得到基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電
極的BST薄膜可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，7V時可調(diào)性可達(dá)55%;損耗為0.09。 實(shí)施例7:
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l: 7，使鉛的 濃度為0.1mol/L，鍶的濃度為0.9mol/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1 mol/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(qū)體溶膠Pb(uSr。.9Ti03;
4) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積Ti5Si3導(dǎo)電薄膜層和 TiSi導(dǎo)電納米線層；
5) 采用浸漬提拉方法在硅化鈦納米線電極層上鍍先驅(qū)體溶膠，提拉速度控 制在2cm/min，自然風(fēng)干，形成薄膜，然后在45(TC熱處理60min。得到基于 植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電極的PST薄膜 可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，4V時可調(diào)性可達(dá)62。/。;損耗為0.07。
實(shí)施例8:
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l: 7，使鉛 的濃度為0.4mol/L，鍶的濃度為0.6mol/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1 mol/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(qū)體溶膠Pbo.4Sro.6Ti03;
4) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積Ti5Si3導(dǎo)電薄膜層和鞋 TiSi2導(dǎo)電納米線層；
5) 采用旋涂甩膠方法在硅化鈦納米線電極層上鍍先驅(qū)體溶膠，旋涂速度控 制在600r/min,自然風(fēng)干，形成薄膜，然后在60(TC熱處理30min。得到基于 植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電極的PST薄膜 可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，4V時可調(diào)性可達(dá)67%;損耗為0.06。
實(shí)施例9:
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l: 7，使鉛 的濃度為0.9mol/L，鍶的濃度為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，使鈦濃度為lmol/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(qū)體溶膠Pbo.9Sr(uTi03;
4) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積Ti5Si3導(dǎo)電薄膜層和 TiSi導(dǎo)電納米線層；5)采用旋涂甩膠方法在硅化鈦納米線電極層上鍍先驅(qū)體溶膠，旋涂速度控制在900r/min，自然風(fēng)干，形成薄膜，然后在65(TC熱處理10min。得到基于 植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜。結(jié)果表明這種具有納米線電極的PST薄膜 可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，4V時可調(diào)性可達(dá)65n/。；損耗0.05。
權(quán)利要求
1、基于植入式納米線電極的介電可調(diào)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(dǎo)電薄膜層(2)，硅化鈦導(dǎo)電納米線層(3)和電介質(zhì)薄膜層(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，其特征在于基板(l)是玻璃基板、單晶硅基板或多晶硅基板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，其特 征在于硅化鈦導(dǎo)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，其特 征在于硅化鈦導(dǎo)電納米線層(3)是形態(tài)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(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，其特 征在于電介質(zhì)薄膜層(4)為PbxSn.xTi03電介質(zhì)薄膜，x =0.1 0.9，或?yàn)?BaySiVyTiCb電介質(zhì)薄膜，y=0.2 0.8。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜的制備 方法，其特征在于包括以下步驟1) 按化學(xué)式PbxSr^Ti03， 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(jié)，制得靶材PbxSr^Ti03; 或按化學(xué)式BaySiVyTi03， 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(jié)，制得靶材BaySiVyTi03;2) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導(dǎo)電薄膜層和硅 化鈦導(dǎo)電納米線層；3) 用磁控濺射法在步驟2)制得的復(fù)合結(jié)構(gòu)的硅化鈦導(dǎo)電納米線層上濺射 沉積介電薄膜PbxSri.xTi03或BaySri.yTi03;濺射時反應(yīng)室真空度保持在0.5 2 Pa，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PbxSr^Ti03或BaySn.yTi03介電薄膜，在空氣中于450~650°C 熱處理10min 60min。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟l)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l: 7，使鉛的濃度為0.1 0.9mol/L，鍶的濃度為0.9 0.1 mol/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1 mol/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(qū)體溶膠PbxSr^Ti03, x=0.1 0.9; 4) 清洗基板，以化學(xué)氣相沉積法在基板上依次沉積硅化鈦導(dǎo)電薄膜層和 硅化鈦導(dǎo)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(qū)體溶 膠，自然風(fēng)干后形成薄膜，然后在450 650。C熱處理10min 60min。
全文摘要
本發(fā)明公開的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜，在基板上自下而上依次沉積有硅化鈦導(dǎo)電薄膜層，硅化鈦導(dǎo)電納米線層和電介質(zhì)薄膜層。該薄膜可以采用磁控濺射沉積法或溶膠-凝膠法制備。本發(fā)明的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜將硅化鈦導(dǎo)電納米線植入介質(zhì)薄膜內(nèi)部，充分利用納米線電極的巨大邊緣電場，可在極低的調(diào)制電壓下獲得很高的可調(diào)性，比沒有納米線電極的介電可調(diào)薄膜的調(diào)制電壓有了大大下降，僅為一般情況下的1/6～1/10以下。本發(fā)明的基于植入式納米線電極的介電可調(diào)薄膜致密性好，缺陷少，損耗小。植入硅化鈦導(dǎo)電納米電極后的介電薄膜是一種高可調(diào)低損耗的高性能介電可調(diào)薄膜，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號B32B17/06GK101239515SQ20081005999
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者宋晨路, 張溪文, 剛 徐, 杜丕一, 鴿 沈, 翁文劍, 胡安紅, 趙高凌, 韓高榮 申請人:浙江大學(xué)