本发明专利技术公开了一种透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管及其制备方法，化学式为BaxSr1-xTiO3，其中x﹦0.5～0.7；首先采用固相烧结法于1350～1500℃烧制BaxSr1-xTiO3靶材，利用磁控溅射沉积技术，使用Ar和O2作为溅射气体，沉积得到BaxSr1-xTiO3，其中x﹦0.5～0.7的薄膜；再于氧气气氛中进行后退火处理，再于薄膜上面制备金属电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。本发明专利技术透明性高，调谐率适中，器件稳定性好，且工艺简单，电极性能优良，成本低廉，适合工业化生产，为透明通讯和显示设备的开发和应用提供了优良的元器件基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子信息材料与元器件的，具体涉及一种。
技术介绍
随着人类社会的发展，人们对电子设备提出的更多的要求，传统的电子设备形式已经不能适应人们的需求，因此新式的电子设备形式应运而生。电子设备的透明化便是其中的一种形式。最近包括中国在内的许多大公司一直在致力于透明显示器、透明手机及相关透明电子通讯设备的研究。而实现这些电子设备透明化的关键步骤是元器件的透明化，压控变容管是电子通讯设备必不可少的元器件，因此实现压控变容管的透明化是实现透明电子通讯设备必要环节，因此制备出透明压控变容管是当务之急。钛酸锶钡基薄膜，由于具有介电常数高、损耗因子小等特点，因而它是制作压控变容管的理想材料。制备在Pt电极上的钛酸锶钡基薄膜的调谐率可达到60%以上。因此，我们选用钛酸锶钡基薄膜作为制备透明变容管的关键材料。
技术实现思路
本专利技术的目的， 为解决实现压控变容管透明化的当务之急，利用磁控溅射沉积技术，提供一种制备透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管的制备方法。本专利技术通过如下技术方案予以实现。一种透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管，化学式为BaxSr^TiO3，其中X= 0.5~0.7 ；该透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管的制备方法，具体步骤如下:(I)采用固相烧结法制备BaxSr1-JiO3靶材，其中X= 0.5~0.7 ;按照BaxSivxTiO3对应元素的化学计量比称取原料BaTiO3和SrTO3,充分混合后压制成型，置于电炉中于1350~1500°C烧制BaxSivxTiO3靶材；(2)将清洁干燥的氧化铟锡即ITO玻璃衬底放入磁控溅射样品台上；(3)将磁控溅射系统的本底真空度抽至5.0X 10_7~7.0X KT6Torr，然后加热ITO玻璃衬底至400~700°C ；(4)在步骤(3)系统中，使用Ar和O2作为溅射气体，溅射功率为50~200W，进行沉积得到BaxSr1-JiO3,其中X= 0.5~0.7的薄膜；薄膜厚度为150~500nm ；(5)步骤(3)的ITO玻璃衬底温度降至100°C以下时，取出制品，在氧气气氛炉中进行后退火处理；(6)步骤(5)退火处理后的BaxSr JiO3，其中X= 0.5~0.7的薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。所述步骤(1)的原料BaTiO3和SrTiO3的纯度均在99%以上。所述步骤⑵的ITO玻璃衬底为商用的普通ITO玻璃衬底。所述步骤(4)的Ar和O2的纯度均在99.99%以上，磁控溅射系统中的氧气和氩气的分压比在1/15与1/4之间。所述步骤(4)沉积得到的薄膜厚度通过调节工艺参数或者沉积时间来控制。所述步骤(5)的氧气氛炉中通入的氧气压强0.01~0.1Mpa,氧气纯度为99-99.9999% ;所述退火温度300~700°C，退火时间为5~60min。所述步骤(6)的电极为圆形电极，直径为0.1~0.3mm,电极材料为Au或Pt ;电极制备方法为热蒸镀法或者溅射法。该透明BaxSivxTiO3,其中x = 0.5~0.7的薄膜压控变容管的透过率> 75 ;调谐率≥40% (测试频率IMHz)。本专利技术的有益效果如下:(I)本专利技术的透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管的透明性高，调谐率适中，器件稳定性好，为透明通讯和显示设备的开发和应用提供了优良的元器件基础。(2)本专利技术的透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管制备工艺简单，电极性能优良，且成本低廉，适合工业化生产，具有良好的应用前景。【附图说明】图1为实施例1的透明Baa6Sra4TiO3薄膜的扫描电子显微镜照片；图2为实施例1的透明Baa6Sra4TiO3薄膜的光学透过性能(紫外_可见光谱)图谱；图3为实施例1的透明Baa6Sra4TiO3薄膜的介电性能(电场可调)图谱。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步阐述，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。实施例1(I)采用固相烧结法制备Baa6Sra4TiO3靶材；用电子天平按Baa6Sra4TiO3的化学计量比称取BaTiO3和SrTiO3，纯度均为99% ；经充分混合后，在30Mpa的压力下压制成型，最后置于箱式电炉中逐步升温至1500°C，并保温5小时。(2)将ITO玻璃衬底清洗，以N2吹干并放入磁控溅射样品台上。(3)将磁控溅射系统的本底真空抽至7.0X 10_6Torr，然后加热衬底，衬底温度为700。。。(4)以高纯(99.99% )Ar和O2作为溅射气体，氩气和氧气的流量比为17:3 ;灘射气压为IOmTorr,溅射功率为200W，进行沉积得到Baa6Sra4TiO3薄膜，薄膜厚度为500nm ;可以通过调节工艺参数或者沉积时间控制薄膜厚度。(5)将得到的Baa6Sra4TiO3薄膜置入气氛炉中进行后退火处理；通入纯度为99 %的O2,退火气压即通入的氧气压强为0.01Mpa,退火温度为700°C，退火时间为IOmin。(6)在退火后的Baa6Sra4TiO3薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，并利用溅射的方法镀上直径为0.2mm的Pt电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。图1为实施例1中制备在ITO玻璃衬底上的Baa6Sra4TiO3薄膜制品的扫描电子显微镜照片，可见所得到的Baa6Sra4TiO3薄膜表面平整，颗粒均匀。图2为实施例1中制备在ITO玻璃衬底上的Baa6Sra4TiO3薄膜制品的光学透过性能(紫外-可见光谱)图谱，可见在可见光范围内的平均光学透过率达83%。图3为实施例1中制备在ITO玻璃衬底上的Baa6Sra4TiO3薄膜制品的介电性能(电场可调)图谱，可见在1.2MV/cm的电场下调谐率为47%。实施例2(I)采用固相烧结法制备Baa5Sra5TiO3靶材；用电子天平按Baa5Sra5TiO3对应元素的化学计量比称取BaTiO3和SrTiO3,纯度均为99%。经充分混合后，在30Mpa的压力下压制成型，最后置于箱式电炉中逐步升温至1350°C，并保温5小时。(2)将ITO玻璃衬底清洗，以N2吹干并放入磁控溅射样品台上。(3)将磁控溅射系统的本底真空抽至5.0X 10_7Torr，然后加热衬底，衬底温度为300。。。(4)以高纯(99.99% )Ar和O2作为溅射气体，氩气和氧气的流量比为17:3。溅射气压为lOmTorr。溅射功率为200W，进行沉积得到Baa6Sra4TiO3薄膜，薄膜厚度为150nm ；可以通过调节工艺参数或者沉积时间控制薄膜厚度。(5)将得到的Baa5Sra5TiO3薄膜置入气氛炉中进行后退火处理；通入纯度为99%的O2，退火气压即通入的氧气压强为0.02Mpa，退火温度为700°C，退火时间为IOmin。(6)在退火后的Baa5Sra5TiO3薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，并利用溅射的方法镀上直径为0.2mm的Pt电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。经检测所得的制备在ITO玻璃衬底上的Baa5Sra5TiO3薄膜，结晶良好，表面平整，在可见光区的平均光学透过率为86%，所检测的介电调谐率为45%。实施例3(I)采用固相烧结法制备Baa7Sra3TiO3靶材；用电子天平按Baa7Sra3TiO3对应元素的化学计量比称取BaTiO3和SrTiO本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管，化学式为BaxSr1‑xTiO3，其中x﹦0.5～0.7；该透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管的制备方法，具体步骤如下：(1)采用固相烧结法制备BaxSr1‑xTiO3靶材，其中x﹦0.5～0.7；按照BaxSr1‑xTiO3对应元素的化学计量比称取原料BaTiO3和SrTO3，充分混合后压制成型，置于电炉中于1350～1500℃烧制BaxSr1‑xTiO3靶材；(2)将清洁干燥的氧化铟锡即ITO玻璃衬底放入磁控溅射样品台上；(3)将磁控溅射系统的本底真空度抽至5.0×10‑7～7.0×10‑6Torr，然后加热ITO玻璃衬底至400～700℃；(4)在步骤(3)系统中，使用Ar和O2作为溅射气体，溅射功率为50～200W，进行沉积得到BaxSr1‑xTiO3，其中x﹦0.5～0.7的薄膜；薄膜厚度为150～500nm；(5)步骤(3)的ITO玻璃衬底温度降至100℃以下时，取出制品，在氧气气氛炉中进行后退火处理；(6)步骤(5)退火处理后的BaxSr1‑xTiO3，其中x﹦0.5～0.7的薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。
【技术特征摘要】
1.一种透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管，化学式为BaxSivxTiO3，其中X= 0.5~0.7 ; 该透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管的制备方法，具体步骤如下: (1)采用固相烧结法制备BaxSr1-JiO3靶材，其中X=0.5~0.7 ; 按照BaxSivxTiO3对应元素的化学计量比称取原料BaTiO3和SrTO3,充分混合后压制成型，置于电炉中于1350~1500°C烧制BaxSivxTiO3靶材； (2)将清洁干燥的氧化铟锡即ITO玻璃衬底放入磁控溅射样品台上； (3)将磁控溅射系统的本底真空度抽至5.0 X 10_7~7.0 X 10_6Torr，然后加热ITO玻璃衬底至400~700°C ； (4)在步骤(3)系统中，使用Ar和O2作为溅射气体，溅射功率为50~200W，进行沉积得到BaxSr1-JiO3,其中X= 0.5~0.7的薄膜；薄膜厚度为150~500nm ； (5)步骤(3)的ITO玻璃衬底温度降至100°C以下时，取出制品，在氧气气氛炉中进行后退火处理； (6)步骤(5)退火处理后的BaxSivxTiO3，其中X=0.5~0.7的薄膜上面利用掩膜版制备金属电极，制得透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管。2.根据权利要求1所述的透明钛酸锶钡基薄膜压控变容管，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，于仕辉，董和磊，许丹，金雨馨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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