一种用于压电超声传感器的ZnO压电薄膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及压电超声传感器技术领域，尤其涉及一种用于压电超声传感器的ZnO压电薄膜的制备方法。所述方法是以单晶硅或GH2132合金为基底，采用磁控溅射方法在基底表面沉积绝缘层，然后在沉积绝缘层表面沉积ZnO压电薄膜，对ZnO压电薄膜进行退火处理，得到目标产物。本发明专利技术方法通过增加退火处理后，得到优异压电特性的ZnO压电薄膜，其在超声压电传感器超声检测领域有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压电超声传感器，尤其涉及一种用于压电超声传感器的zno压电薄膜的制备方法。

技术介绍

1、超声检测是利用超声波的高精度、高灵敏度、无创性以及较强穿透能力的一种无损检测方法，已被广泛应用于工业无损检测、生命健康监测以及材料分析等多个领域，尤其在一些重大工程关键零部件的失效检测方面，如航空航天、风力发电、军用潜艇等。在航空航天领域，超声检测常被用于发动机等关键节点处紧固件预紧力的精密控制和实时监测。但是传统的超声监测方法同样存在如下缺点，比如刚性平面的超声传感器对待测样品的平面质量要求较高，与不规则、非平面或表面质量较差的待测样品无法实现良好的接触，往往需要依赖大量的耦合剂来消除传感器与待测样品之间的空气间隙，而耦合剂的存在会显著抑制甚至抵消超声信号中的响应回波，以及声波于界面间传输的大量的能量损失，使得最终紧固件预紧力的检测精度很难进一步提高。

2、因而在紧固件表面制备出高精度、冶金结合、长久驻留的超声传感器成为研究的热点和难点，基于压电超声技术的溅射式压电薄膜超声传感器则可显著解决上述的应用需求，通过磁控溅射技术实现压电薄膜传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于压电超声传感器的ZnO压电薄膜的制备方法，其特征在于：以单晶硅或GH2132合金为基底，采用磁控溅射方法在基底表面沉积绝缘层，然后在沉积绝缘层表面沉积ZnO压电薄膜，对ZnO压电薄膜进行退火处理，得到目标产物。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：在绝缘层表面先沉积ZnO缓冲层薄膜，再沉积ZnO压电薄膜。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述ZnO压电薄膜沉积过程的参数为溅射功率50～200W，靶基距50～450mm，溅射压力1.0～2.0Pa，厚度为1～4μm，真空度为1×10-4～3×10-4Pa，样品台旋转速度为15r/min...

【技术特征摘要】

1.一种用于压电超声传感器的zno压电薄膜的制备方法，其特征在于：以单晶硅或gh2132合金为基底，采用磁控溅射方法在基底表面沉积绝缘层，然后在沉积绝缘层表面沉积zno压电薄膜，对zno压电薄膜进行退火处理，得到目标产物。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：在绝缘层表面先沉积zno缓冲层薄膜，再沉积zno压电薄膜。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述zno压电薄膜沉积过程的参数为溅射功率50～200w，靶基距50～450mm，溅射压力1.0～2.0pa，厚度为1～4μm，真空度为1×10-4～3×10-4pa，样品台旋转速度为15r/min，偏压为-50v，占空比为70％，溅射氛围为氩气，气体流量为50～200sccm。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：所述退火处理的温度为100～300℃，加热速率为10℃/min，然后随退火炉冷却降温。

5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：所述zno缓冲层薄膜沉积过程的参数为真空度为1×10-4～3×10-4pa，样品台旋转速度为5～20r/min，偏压为-10至-50v，占空比为70～95％，溅射氛围为氩气，气体流量为50～200sccm，靶基距为60mm，溅射压力为1.0pa，溅射功率为25～100w，厚度为50～350nm。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：基底的前处理方法是将基底放入体积浓度为99.5％的无水乙醇溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹华堂，刘中豪，邓轲，陈衍祥，董选普，李尚，郭宇婷，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：