一种单晶钛酸锶铅薄膜及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种单晶钛酸锶铅薄膜及其制备和应用。本发明专利技术中，以碳酸铅、碳酸锶和钛酸四正丁酯为主要原料，在低于居里温度的环境中通过水热法制备得到可达微米级厚度的高质量大面积钛酸锶铅单晶薄膜，其在1064 nm波长红外光照射下，具有自驱动热释电响应，在安防监控、人体检测、红外成像、智能温控、夜视设备及医疗诊断等领域具有广泛的潜在应用前景。本发明专利技术的制备方法为低温水热法，该工艺简单易操作，原料简单易得，解决了长期以来在低温下无法生长高质量钛酸锶铅单晶薄膜的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钛酸盐，具体涉及单晶钛酸盐薄膜及其生长和应用。

技术介绍

1、热释电效应是指极化强度随温度改变而表现出的电荷释放现象，宏观上是温度的改变使在材料的两端出现电压或产生电流。热释电是极性材料固有的基本物理现象，对于具有自发式极化的晶体，当晶体受热或冷却后，由于温度的变化而导致自发式极化强度变化，从而在晶体某一定方向产生表面极化电荷。近年来，这种效应在不同的领域引起了广泛的关注，涉及红外探测、温度传感和热能收集等各个领域。

2、abo3钙钛矿型铁电材料是热释电材料的典型代表，具有抗氧化、耐高温、耐潮湿、抗辐射、工艺简便、成本低廉等特点。钛酸锶铅（pb1-xsrxtio3，简称pst）是一种钙钛矿结构的铁电材料，为钛酸铅和钛酸锶的固溶体。在 pst 结构中，处于氧八面体中心位置的 ti4+离子半径较小（约 0.068 nm），能在小范围内进行非谐振动并偏离其平衡位置。在铁电相下，这种偏离导致 ti-o 键沿不同晶轴（如四重轴、二重轴、三重轴）发生位移，引发晶格畸变并产生自发极化。引入离子半径更小的 sr2+（约 0.112 nm）取代部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单晶Pb1-xSrxTiO3薄膜，其特征在于，为在掺铌钛酸锶单晶基底上外延生长的薄膜，所述薄膜具有平整且连续的表面和原子级平整的界面，所述薄膜的厚度为80~2200 nm。

2.如权利要求1所述的单晶Pb1-xSrxTiO3薄膜，其特征在于，0<x≤0.15。

3.如权利要求1或2所述的单晶Pb1-xSrxTiO3薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的单晶Pb1-xSrxTiO3薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述前驱体悬浊液中，钛元素的摩尔浓度为0.11～0.28 mol/L。

5.如权利要求3所述...

【技术特征摘要】

1.一种单晶pb1-xsrxtio3薄膜，其特征在于，为在掺铌钛酸锶单晶基底上外延生长的薄膜，所述薄膜具有平整且连续的表面和原子级平整的界面，所述薄膜的厚度为80~2200 nm。

2.如权利要求1所述的单晶pb1-xsrxtio3薄膜，其特征在于，0<x≤0.15。

3.如权利要求1或2所述的单晶pb1-xsrxtio3薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的单晶pb1-xsrxtio3薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述前驱体悬浊液中，钛元素的摩尔浓度为0.11～0.28 mol/l。

5.如权利要求3所述的单晶pb1-xsrxtio3薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述前驱体悬浊液的最终体积为所述反应釜内胆的容积的50～80％。

6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：任召辉，付依，孙亦然，张瑞安，韩高荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：