一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片技术

本发明专利技术公开一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片，涉及压电材料技术领域，制备方法包括以下步骤：将铁电单晶体切割为第一晶块；将第一晶块放入第一溶液中清洗；将第一晶块放入模具中，模具为顶部开口的柱状体，模具内形成有容纳空间，将第一晶块间隔排列放入模具的容纳空间内；将粘胶剂注入到模具的容纳空间中，以将第一晶块凝固结合在一起形成第二复合晶块；待第二复合晶块凝固后，将第二复合晶块从模具中分离出来；将第二复合晶块切割得到铁电单晶体复合薄片。由此制备得到各种尺寸的铁电单晶体复合薄片，其尺寸可控且压电性良好，可使得铁电单晶体更加适用于商业化的需求，使其应用更加广泛。使其应用更加广泛。使其应用更加广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片


[0001]本专利技术涉及压电材料
，尤其涉及一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片。

技术介绍

[0002]压电材料是一类在电子、激光、超声、水声、微声、红外、导航、生物、医疗等各
中扮演着重要角色的功能材料。目前，商业化高压电性材料几乎都是无机铁电陶瓷，存在脆性大、硬度较高、声阻抗大、生物兼容性差、重金属密度大、制造温度高等缺点，很难满足柔性可穿戴器件的发展需求。铁电晶体易于采用低温溶液法合成加工，有利于大规模生产成本的降低，同时还具有轻量、机械柔性强、低声阻抗以及较好的生物兼容性等特点。
[0003]高质量晶片的制备对于高压电性分子铁电晶体的器件应用至关重要，特别是满足柔性可穿戴器件需求的超薄晶片，目前国内外还没有相关高压电性分子铁电单晶薄片。另外现有铁电单晶体的主要生长方法为水溶液生长法，受限于其在水中的溶解度，一般也难以生长出大尺寸的铁电单晶体。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种大尺寸的铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片，可使得铁电单晶体更加适用于商业化的需求，使其应用更加广泛。
[0005]本专利技术的第一方面提供一种铁电单晶体复合薄片的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将铁电单晶体切割为第一晶块；步骤二：将所述第一晶块放入第一溶液中清洗；其中，所述第一溶液不与所述铁电单晶体发生反应，且能去除所述第一晶块表面的沾污；步骤三：将所述第一晶块放入模具中，所述模具为顶部开口的柱状体，所述模具内形成有容纳空间，将所述第一晶块间隔排列放入所述模具的所述容纳空间内；步骤四：将粘胶剂注入到所述模具的所述容纳空间中，以将所述第一晶块凝固结合在一起形成第二复合晶块；步骤五：待所述第二复合晶块凝固后，将所述第二复合晶块从所述模具中分离出来；步骤六：将所述第二复合晶块切割得到铁电单晶体复合薄片。在一种可实施的方式中，步骤一中，所述第一晶块的长度为0.5
‑
5mm；宽度为0.5
‑
5mm；高度为5
‑‑
30mm。
[0006]在一种可实施的方式中，步骤一中，按照平行于所述铁电单晶体的压电面的方向进行切割。
[0007]在一种可实施的方式中，步骤一中，采用金刚线切割机对所述铁电单晶体进行切割。
[0008]在一种可实施的方式中，步骤二中，所述第一溶液为乙醇。
[0009]在一种可实施的方式中，步骤三中，在所述模具内所述第一晶块均匀间隔分布。
[0010]在一种可实施的方式中，相邻所述第一晶块的间距为0.1
‑
1mm。
[0011]在一种可实施的方式中，所有所述第一晶块的下端面的面积之和占整个模具底面面积的至少69%以上。
[0012]在一种可实施的方式中，步骤四中，所述粘胶剂为环氧树脂、硅胶或橡胶材料。
[0013]在一种可实施的方式中，步骤六中，按照平行与所述第二复合晶块的压电面进行切割，所述第二复合晶块的压电面方向为所述第一晶块的压电面方向。
[0014]在一种可实施的方式中，所述铁电单晶体为TMCM
‑
CdCl3单晶体。
[0015]本专利技术的制备方法可简单方便的得到大尺寸的铁电单晶体复合薄片，其成本低，精度高，可使得铁电单晶体更加适用于商业化的需求，使其应用更加广泛。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种铁电单晶体复合薄片，采用本专利技术第一方面提供的制备方法制备得到，其中，所述复合薄片的长度大于等于40mm；宽度大于等于40mm。
[0017]在一种可实施的方式中，所述复合薄片的压电系数d
33
大于等于500pC/N。本专利技术中通过提供尺寸（长宽）大于等于40mm的大尺寸铁电单晶体复合薄片，可更加适用于商业化的需求，且这种加工方法得到的单晶体复合薄片的表面精度高，使得压电系数d
33
大于等于500pC/N，更加有利于铁电单晶体在器件中的应用。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出本专利技术一种制备方法的流程示意图。
[0019]图2示出了现有技术的一种铁电单晶体的实物图。
[0020]图3示出了本专利技术步骤三中第一晶块放入模具中的俯视示意图；图4为图3的正视图；图5示出了本专利技术步骤四中形成第二复合晶块的俯视示意图；图6为图5的正视图；图7示出了本专利技术步骤五中从模具中分离出来的第二复合晶块的俯视示意图；图8为图7的正视图；图9示出了本专利技术制备的一种铁电单晶体复合薄片的立体图。
[0021]附图标记：1
‑
模具；11
‑
模具外框；12
‑
容纳空间；2
‑
第一晶块；3
‑
粘胶剂；
‑4‑
第二复合晶块；5
‑
铁电单晶体复合薄片。
具体实施方式
[0022]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0023]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0024]单晶态是铁电材料最优的性能状态，晶体结构完整，内部缺陷少。例如TMCM
‑
CdCl3（三甲基氯甲基铵氯酸镉盐，[(CH3)3NCH2Cl]CdCl3）晶体是高压电性分子铁电单晶，易溶于水，不溶于醇类，为低硬度透明脆性晶体，硬度为40
‑
50度邵氏A。
[0025]TMCM
‑
CdCl3单晶体是采用水溶液法进行生长，由于TMCM
‑
CdCl3溶于水但在水中的溶解度较低，比如室温25℃时1L水只能溶解145g 的TMCM
‑
CdCl3，由此生长出来的TMCM
‑
CdCl3单晶体的尺寸较小，无法获得大尺寸的完整单晶体。
[0026]为此，本专利技术的第一方面提供了一种铁电单晶体复合薄片的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将铁电单晶体切割为第一晶块；现有技术中生长得到的铁电单晶体的尺寸一般在数十毫米级别，在一个具体的实施例中，如图2所示，铁电单晶体的尺寸为35mm
×
30mm
×
32mm，现有铁电材料一般都采用水溶液法生长，受限于其在水中的溶解度，一般也难以生长出大尺寸的铁电单晶体。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁电单晶体复合薄片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将铁电单晶体切割为第一晶块；步骤二：将所述第一晶块放入第一溶液中清洗；其中，所述第一溶液不与所述铁电单晶体发生反应，且能去除所述第一晶块表面的沾污；步骤三：将所述第一晶块放入模具中，所述模具为顶部开口的柱状体，所述模具内形成有容纳空间，将所述第一晶块间隔排列放入所述模具的所述容纳空间内；步骤四：将粘胶剂注入到所述模具的所述容纳空间中，以将所述第一晶块凝固结合在一起形成第二复合晶块；步骤五：待所述第二复合晶块凝固后，将所述第二复合晶块从所述模具中分离出来；步骤六：将所述第二复合晶块切割得到铁电单晶体复合薄片。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述第一晶块的长度为0.5
‑
5mm；宽度为0.5
‑
5mm；高度为5
‑
30mm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，按照平行于所述铁电单晶体的压电面的方向进行切割。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，采用金刚线切割机对所述铁电单晶体进行切割。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：周成，张存新，何亮，李建敏，毛伟，徐云飞，雷琦，罗鸿志，李小平，刘亮，熊仁根，
申请(专利权)人：江西新余新材料科技研究院，
类型：发明
国别省市：