一种柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法，所述薄膜电容器包含基底、底电极、介电可调的薄膜和顶电极。通过顶电极和底电极施加电压信号控制介电可调薄膜的介电常数从而达到调整电容大小的功能。本发明专利技术的底电极和顶电极均为透明纳米银纤维网络电极。所述薄膜电容器的制备方法包括：首先，在衬底上制备透明纳米银纤维网络作为底电极；其次，以脉冲激光沉积方法在所述底电极上制备介电可调薄膜；然后在所述介电可调薄膜上制备透明纳米银网络作为顶电极。本发明专利技术所制得的薄膜电容器具有介电调谐率大、介电损耗低、透光光谱范围宽、柔性可弯折的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法
本专利技术属于电子信息材料与元器件领域，特别涉及柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法。
技术介绍
透明电子器件及透明电子设备的研究受到了广大科研工作者和科技企业的重视，三星、苹果、索尼等一些电子巨头先后都投入了巨大的人力和物力对透明电子产品进行研发，以便占领未来科技发展的高地。目前透明电子产品在太阳能电池、触摸屏、LCD显示等方面已经得到了广泛的应用，科技与产业界普遍认为通讯电子产品是透明电子学发展的下一个重要突破口。当前透明电子学的研究主要集中在透明导电薄膜及半导体逻辑器件方向，而在通讯领域非常重要的微波器件方面为实现器件透明化所做的工作还很少。而事实上，随着透明电子学在消费电子、新能源、汽车、光电显示、国防等领域的发展，许多应用场合十分需要具有优良电性能的透明微波器件。当前的技术没有能够实现器件的全透明化和柔性化，且器件微波损耗较大。本专利技术公开了一种柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法，在透光-微波可调一体化器件开发与应用领域有广阔前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术的不足，提出一种介电调谐率大、介电损耗低、透光光谱范围宽、柔性可弯折的薄膜电容器。本专利技术的目的之二在于针对现有技术的不足，提出一种所述柔性透明压控薄膜电容器的制备方法。为达到上述目的之一，本专利技术通过以下技术方案实现：一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：包括基底、底电极、介电可调的薄膜和顶电极。进一步地，一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述基底为透明柔性基底，包括但不限于PET、PI等聚合物薄片。进一步地，一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述底电极与顶电极为纳米银纤维网络电极，进一步的，所述纳米银纤维直径为200nm～800nm。进一步地，一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述介电可调薄膜为铌酸铋镁薄膜，进一步的，所述铌酸铋镁的化学式为Bi1.5MgNb1.5O7。为达到上述目的之二，本专利技术通过以下技术方案实现：提供一种所述柔性透明压控薄膜电容器的制备方法，它包括以下步骤：步骤一，在衬底上制备透明纳米银纤维网络作为底电极；步骤二，以脉冲激光沉积方法在所述底电极上制备介电可调薄膜；步骤三，在所述介电可调薄膜上制备透明纳米银纤维网络作为顶电极。进一步地，所述步骤一，制备透明纳米银纤维网络作为底电极的方法为：首先用电子束蒸发的方法在所述基底上沉积一层Ag薄膜，其次用静电纺丝的方法在其上形成一层聚合物纳米纤维，所述聚合物包括但不限于聚烯吡酮，然后用离子束刻蚀的方法将未被聚烯吡酮Ag薄膜刻蚀去除，最后用乙醇溶解去除剩余的聚烯吡酮。进一步地，所述步骤二，以脉冲激光沉积方法在所述底电极上制备介电可调薄膜，所述脉冲激光沉积工艺的真空度为0.2×10-3Pa～1×10-3Pa。进一步地，所述步骤三，制备透明纳米银纤维网络作为顶电极的方法为：首先用电子束蒸发的方法在所述介电可调薄膜上沉积一层Ag薄膜，其次用静电纺丝的方法在其上形成一层聚合物纳米纤维，所述聚合物包括但不限于聚烯吡酮，然后用离子束刻蚀的方法将未被聚烯吡酮Ag薄膜刻蚀去除，最后用乙醇溶解去除剩余的聚烯吡酮。本专利技术的有益效果是提供一种柔性透明压控薄膜电容器及其制备方法，由于采用了纳米银纤维网络作为底电极与顶电极，该纳米银纤维网络电极具有对于波长为260nm～1000nm的光透光率大于90％且具有极低的电阻率且具有很好的耐弯折能力的优点，且由于所采用的介电可调薄膜为铌酸铋镁薄膜，该薄膜具有调谐率高和介电损耗低的特点，因此本专利技术所制得的薄膜电容器具有介电调谐率大、介电损耗低、透光光谱范围宽、柔性可弯折的优点，在透明微波压控器件领域具有广泛用途。附图说明图1是本专利技术的一种柔性透明压控薄膜电容器示意图；图2是本专利技术的纳米银纤维网络电极示意图；图中，透明柔性基底1、纳米银纤维网络底电极2、铌酸铋镁介电可调薄膜3、纳米银纤维网络顶电极4、纳米银纤维5。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，一下结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。实施例1本实施例的一种柔性透明压控薄膜电容器，见图1所示，包括透明柔性基底1、纳米银纤维网络底电极2、铌酸铋镁介电可调薄膜3以及纳米银纤维网络顶电极4。本实施例中，所述透明柔性基底1为PET薄片。本实施例中，所述纳米银纤维网络底电极2的结构见图2所示，所述纳米银纤维直径为275nm。本实施例中，所述铌酸铋镁介电可调薄膜3，其厚度为300nm，所述铌酸铋镁的化学式为Bi1.5MgNb1.5O7。本实施例中，所述纳米银纤维网络顶电极4的结构见图2所示，所述纳米银纤维直径为275nm。本实施例的一种柔性透明压控薄膜电容器的制备方法包括一下步骤：步骤一为在透明柔性基底1上制备纳米银纤维网络底电极2。首先用电子束蒸发的方法在所述基底1上沉积一层200nm厚的Ag薄膜，其次用静电纺丝的方法在其上形成一层聚烯吡酮聚合物纳米纤维，该聚合物纳米纤维的直径为275nm，然后用离子束刻蚀的方法将未被该聚合物纳米纤维覆盖的Ag薄膜刻蚀去除，最后用乙醇溶解去除剩余的聚烯吡酮纳米纤维得到纳米银纤维网络底电极2。步骤二为以脉冲激光沉积方法在所述纳米银纤维网络底电极2上制备铌酸铋镁介电可调薄膜3。所述脉冲激光沉积工艺的真空度为0.4×10-3Pa，铌酸铋镁介电可调薄膜的厚度为300nm。步骤三，在所述铌酸铋镁介电可调薄膜3上制备纳米银纤维网络顶电极4。首先用电子束蒸发的方法在所述基底1上沉积一层200nm厚的Ag薄膜，其次用静电纺丝的方法在其上形成一层聚烯吡酮聚合物纳米纤维，该聚合物纳米纤维的直径为275nm，然后用离子束刻蚀的方法将未被该聚合物纳米纤维覆盖的Ag薄膜刻蚀去除，最后用乙醇溶解去除剩余的聚烯吡酮纳米纤维得到纳米银纤维网络顶电极4。本实施例制得的柔性透明压控薄膜电容器在320nm～920nm波长范围内的透光率达81％，介电调谐率为46％，1MHz下的介电损耗为0.008，弯折至曲率半径为10mm时各项性能无衰减。实施例2本实施例的一种柔性透明压控薄膜电容器，见图1所示，包括透明柔性基底1、纳米银纤维网络底电极2、铌酸铋镁介电可调薄膜3以及纳米银纤维网络顶电极4。本实施例中，所述透明柔性基底1为PI薄片。本实施例中，所述纳米银纤维网络底电极2的结构见图2所示，所述纳米银纤维直径为400nm。本实施例中，所述铌酸铋镁介电可调薄膜3，其厚度为200nm，所述铌酸铋镁的化学式为Bi1.5MgNb1.5O7。本实施例中，所述纳米银纤维网络顶电极4的结构见图2所示，所述纳米银纤维直径为400nm。本实施例的一种柔性透明压控薄膜电容器的制备方法包括一下步骤：步骤一为在透明柔性基底1上制备纳米银纤维网络底电极2。首先用电子束蒸发的方法在所述基底1上沉积一层400nm厚的Ag薄膜，其次用静电纺丝的方法在其上形成一层聚烯吡酮聚合物纳米纤维，该聚合物纳米纤维的直径为400nm，然后用离子束刻蚀的方法将未被该聚合物纳米纤维覆盖的Ag薄膜刻蚀去除，最后用乙醇溶解去除剩余的聚烯吡酮纳米纤维得到纳米银纤维网络底电极2。步骤二为以脉冲激光沉积方法在所述纳米银纤维网络底电极2上制备铌酸铋镁介电可调薄膜3。所述脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：包括基底、底电极、介电可调的薄膜和顶电极。

【技术特征摘要】
1.一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：包括基底、底电极、介电可调的薄膜和顶电极。2.如权利要求1所述的一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述基底为透明柔性基底，包括但不限于PET、PI等聚合物薄片。3.如权利要求1所述的一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述底电极与顶电极为纳米银纤维网络电极，进一步的，所述纳米银纤维直径为200nm～800nm。4.如权利要求1所述的一种柔性透明压控薄膜电容器，其特征在于：所述介电可调薄膜为铌酸铋镁薄膜，进一步的，所述铌酸铋镁的化学式为Bi1.5MgNb1.5O7。5.如权利要求1所述的一种柔性透明压控薄膜电容器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，在衬底上制备透明纳米银纤维网络作为底电极；步骤二，以脉冲激...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁平凡，梁立君，李玉强，牛萍娟，刘宏伟，张建新，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12