一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤为：将SrTiO3衬底作超声清洗烘干，粘于加热托表面；利用激光对Pb(Zr0.2Ti0.8)O3靶材表面进行预溅射清理；将上述靶材放置进脉冲激光沉积腔体内，抽真空达到1.5×10‑3～1×10‑4Pa，加热温度达到560～600℃，并通氧气10Pa～15Pa；激光溅射，于衬底上得到锆钛酸铅薄膜；本发明专利技术采用脉冲激光沉积法制备薄膜，通过在沿c轴外延的SrTiO3衬底上通过调控激光能量密度诱导出不同微结构的锆钛酸铅薄膜，得到具有不同大小负热膨胀系数的锆钛酸铅薄膜。本发明专利技术操作简单，成本低廉，制作速度快，薄膜性能稳定优异，实用性强。

Preparation method of negative thermal expansion lead zirconate titanate thin film

The invention discloses a preparation method of negative thermal expansion lead zirconate titanate film. The steps are as follows: the SrTiO3 substrate is cleaned and dried by ultrasonic wave and adhered to the heating support surface; the Pb (Zr0.2Ti0.8) O3 target surface is pre-sputtered and cleaned by laser; the target material is placed in the pulse laser deposition chamber, and the vacuum is up to 1.5 *10_3-1. Lead zirconate titanate thin films with different microstructures are prepared by pulsed laser deposition and induced by adjusting laser energy density on the SrTiO3 substrate epitaxial along the C axis. Lead zirconate titanate thin films with different negative thermal expansion coefficients. The invention has the advantages of simple operation, low cost, fast production speed, stable film performance and strong practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法，属于电子薄膜

技术介绍
热膨胀是固态化合物研究的一个重要课题。自从1996年Sleightet.al等人在ZrW2O8中发现各向同性的负热膨胀特性(αv＝-2.73×10-5K-1，0～300K)后，固体氧化物领域负热膨胀的研究已经变成热门研究课题。负热膨胀材料是指材料自身温度升高时，体积反而会被压缩的新奇特性。因热膨胀系数具有可加性，使该材料可与其他材料制成可控热膨胀甚至零膨胀材料，因此，负热膨胀材料在通信、电子、精密机械和燃料电池等领域具有广泛的应用前景。例如国外已经有人采用ZrW2O8复合材料制作微晶片的封装材料，不仅提高了封装材料的操作温度，而且延长了该材料的疲劳寿命。目前，关于负热膨胀材料的研究主要集中在高分子材料，纳米材料以及氧化物陶瓷中，但是随着器件集成化、微型化程度越来越高，此类材料已经远不能满足目前发展需要。钙钛矿结构锆钛酸铅材料具有独特的结构和物性，如准同型相界，压电铁电特性优异，近年来一直是氧化物薄膜领域的研究热点。锆钛酸铅已经被广泛应用在逻辑器件，非易失存储，制动器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将SrTiO3衬底依次放入丙酮、乙醇、超纯水中作超声清洗，后烘干并粘于加热托表面；(2)利用激光对Pb(Zr0.2Ti0.8)O3靶材表面进行预溅射清理；(3)将上述步骤(1)中的衬底和步骤(2)中的靶材放置进脉冲激光沉积腔体内，对腔体进行真空作业，使其真空度达到1.5×10‑3～1×10‑4Pa，对加热托进行加热，使其温度达到560～600℃，后对腔体作通氧作业，氧气压强为10Pa～15Pa，此时已完成薄膜制备的环境准备工作；(4)调整脉冲激光机的输出激光能量对靶材进行溅射作业，于SrTiO3衬底上得到锆钛酸铅薄膜；(5...

【技术特征摘要】
1.一种负热膨胀锆钛酸铅薄膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将SrTiO3衬底依次放入丙酮、乙醇、超纯水中作超声清洗，后烘干并粘于加热托表面；(2)利用激光对Pb(Zr0.2Ti0.8)O3靶材表面进行预溅射清理；(3)将上述步骤(1)中的衬底和步骤(2)中的靶材放置进脉冲激光沉积腔体内，对腔体进行真空作业，使其真空度达到1.5×10-3～1×10-4Pa，对加热托进行加热，使其温度达到560～600℃，后对腔体作通氧作业，氧气压强为10Pa～15Pa，此时已完成薄膜制备的环境准备工作；(4)调整脉冲激光机的输出激光能量对靶材进行溅射作业，于SrTiO3衬底上得到锆钛酸铅薄膜；(5)对步骤(4)中所得锆钛酸铅薄膜进行变温XRD测试，得到各个温度下的晶格常数afilm、cfilm；(6)根据步骤(5)中所得晶格常数，按公式(1)计算得到锆钛酸铅薄膜在某一温度下的热膨胀系数；式中αV为热膨胀系...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁亚军，管昌新，章天金，梁坤，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42