一种KTN薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能薄膜材料技术领域，具体涉及一种KTN薄膜及其制备方法。本发明专利技术采用溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种KTN薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能薄膜材料
，具体涉及一种KTN薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]钽铌酸钾(KTN)是一种具有热释电和非线性光学性质的材料，具有优异的电光效应和光折变效应。基于KTN薄膜的热释电器件在降低驱动电压、减小器件尺寸方面更具优势，更能满足未来激光器件小型化、集成化发展的需要。
[0003]众所周知，随着对薄膜器件微型化，小型化的发展趋势，对薄膜的集成也提出了严格的要求。通常情况下，在650℃的退火温度下，集成电路板的最长退火时间5min，在550℃的退火温度下，退火时间可以长达30min。为此开发高性能的且与生产工艺相结合的铁电薄膜已成为研究热点，其中如何选择较低退火的温度是薄膜集成化发展的趋势。
[0004]溶胶凝胶法因其操作简单广受欢迎，通常情况下，采用溶胶凝胶法制备KTN薄膜研究者尝试采用金属醇盐作为原料，而金属醇盐价格昂贵，不利于KTN薄膜的工业化发展需求。
[0005]综上，亟需一种新的KTN制备方法以满足生产需求。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种KTN薄膜，其特征在于:所述KTN薄膜的分子式为K
1+Z
Ta1‑
X
‑
Y
Nb
Y
M
X
O3，各个元素的比例分别为K:Ta:Nb:M:O＝(1+Z):(1
–
X
‑
Y):Y:X:3，M元素为Fe
3+
、Ti
4+
或两离子共掺；X为M元素的摩尔当量，0.06≤X≤0.16，Y为Nb元素的摩尔当量，0.48≤Y≤0.66，元素K过量加入，Z为K以重量计的过量百分数，当X为0.06≤X≤0.09，Z为8％
‑
12％；当X为0.09＜X≤0.16，Z为5％
‑
7％。2.根据权利要求1所述的KTN薄膜，其特征在于:Y:X的范围为3:1～11:1，X范围为0.08
‑
0.13，Y范围为0.40
‑
0.65。3.根据权利要求2所述的KTN薄膜，其特征在于:Y:X的范围为5:1，X范围为0.10
‑
0.12，Y范围为0.50
‑
0.60。4.根据权利要求1所述的KTN薄膜，其特征在于:该薄膜共N层，13≤N≤15。5.根据权利要求4所述的KTN薄膜，其特征在于:该薄膜每层厚度为60
‑
70nm。6.一种制备权利要求1
‑
5任一项所述KTN薄膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)前驱体溶液的制备:采用溶胶
‑
凝胶法，按化学计量比称取碳酸钾、氧化钽、氧化铌以及硝酸铁和/或钛酸四丁酯溶于异丙醇中，待完全溶解后依次加入乙酰丙酮，得混合溶液A，将混合溶液A搅拌后，向其加入乙醇，配制成前驱体溶液，将配制好的前驱体溶液，静置；(2)薄膜材料的制备：采用层层退火工艺，用旋涂法将第一层前驱体溶液沉积在ITO/玻璃衬底材料上，然后将材料放置在热板上烘干，将烘干的薄膜置于快速退火炉中进行二段式退火处理；然后按照相同的方法将其它层材料沉积在各自下层材料之上，反复上述旋涂与退火步骤数次直到薄膜厚度符合要求；(3)将达到厚度要求的薄膜在585℃～615℃范围内退火5min，得到铁和/或钛掺杂的钽铌酸钾薄膜。7.根据权利要求6所述的制备KTN薄膜的方法，其特征在于:步骤(2)中的烘干温度为195...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱程程，王旭平，刘冰，禹化健，杨玉国，吕宪顺，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：