钙钛矿薄膜及其低温制备方法、器件技术

本申请公开一种钙钛矿薄膜及其制备方法和一种器件，包括：制备缓冲层，所述缓冲层的表层材料具有钙钛矿结构；在所述缓冲层表面制备具有钙钛矿结构的核心薄膜；所述缓冲层的制备温度小于等于所述核心薄膜的制备温度。所述制备方法能够在较低的制备温度下获得高质量的钙钛矿结构薄膜。钙钛矿结构薄膜。钙钛矿结构薄膜。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿薄膜及其低温制备方法、器件


[0001]本申请涉及薄膜制备
，具体涉及一种钙钛矿薄膜及其低温制备方法、器件。

技术介绍

[0002]钙钛矿材料是指具有与钙钛矿CaTiO3具有相同结构的一类材料体系，一般可以用ABO3来表示，其中A表示碱土金属，如Ba、Ca、Pb；B表示过渡金属元素，如Zr、Ti等。钙钛矿结构材料在催化、太阳能电池、压电MEMS、热传感等诸多领域受到了广泛的关注并取得了一定的应用。
[0003]相较于纤锌矿型材料，如氮化铝AlN、氧化锌ZnO等，钙钛矿结构薄膜材料，例如钛酸铅PbTiO3、锆钛酸铅PbZr
x
Ti1‑
x
O3等，由于其优异的压电性能、机电耦合性能、化学稳定性等，在压电执行类器件，如指纹识别、超声成像、距离传感等，具有更大的应用前景，是近年来MEMS技术研究的热点课题之一。
[0004]以锆钛酸铅PZT薄膜为例，其一般在500℃下很难结晶，且容易形成烧绿石相或非晶相，这些相的存在会严重影响薄膜整体的性能。因此，为了获得更高的结晶性，现有技术中的钙钛矿结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，包括：制备缓冲层，所述缓冲层的表层材料具有钙钛矿结构；在所述缓冲层表面制备具有钙钛矿结构的核心薄膜；所述缓冲层的制备温度小于等于所述核心薄膜的制备温度。2.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述缓冲层为单层的钙钛矿材料层；和/或，所述缓冲层为多层复合膜层，且至少顶层为钙钛矿材料层。3.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述核心薄膜的材料包括但不限于钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸钾钠、钛酸铋钠中的至少一种，或者，所述核心薄膜的材料包括但不限于掺杂有La、Sr、Nb、Bi以及W中至少一种元素的钙钛矿材料；所述缓冲层中的钙钛矿结构的材料包括但不限于钛酸钡、镍酸镧、钽酸钾、钌酸锶中的至少一种，或者所述缓冲层中的钙钛矿结构的材料包括但不限于掺杂有La、Sr、Nb、Bi以及W中至少一种元素的钙钛矿材料。4.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述缓冲层内钙钛矿结构的材料层厚度为10nm～500nm。5.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，所述缓冲层的制备温度为15℃～400℃；和/或，采用溶胶凝胶、磁控溅射或脉冲激光沉积工艺制备所述缓冲层。6.根据权利要求1所述的钙钛矿薄膜制备方法，其特征在于，采用磁控溅射制备所述缓冲层，工艺参数包括但不局限于溅射气压范围0.01Pa～10Pa，氩气和氧气的体积比范围为40:0～0:40，升降温速率范围为5℃/min～30℃/min，溅射功率在20W～150W，基底旋转速率范围为0～20rpm，靶基距范围为20～200mm，温度范围为15℃～400℃；或者，采用溶胶凝胶制备所述缓冲层，工艺参数包括但不局限于匀胶转速范围为1000rpm～5000rpm，预处理温度范围为50℃～300℃，退火温度范围为200℃～400℃，退火气氛包括空气、氧气、氩气中的至少一种；或者，采用脉冲激光沉积工艺制备所述缓冲层，工艺参数包括但不局限于能量密度范围为1J/cm2‑
10J/cm2，频率范围为1Hz～10Hz，氧分压范围为0.01～100Pa，升降...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘悦，马有草，宋健，赵玉垚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：