技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種PZT-ZnO薄膜。
背景技術(shù)：
由鐵電薄膜和微電子技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的集成鐵電學(xué)已成為當(dāng)前國(guó)際新材料研究十分活躍的領(lǐng)域,薄膜異質(zhì)結(jié)構(gòu)是集成鐵電、壓電器件的核心,是提高集成器件性能及開(kāi)發(fā)新器件的關(guān)鍵。
鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鋯鈦酸鉛(PZT)薄膜具有優(yōu)越的鐵電、介電、壓電、熱釋電、電光、聲光效應(yīng)以及能夠與半導(dǎo)體技術(shù)兼容等特點(diǎn)，是鐵電、壓電器件常用的薄膜材料。但是PZT薄膜膜結(jié)構(gòu)存在一定的問(wèn)題嚴(yán)重制約了其應(yīng)用;而ZnO是一種具有壓電和光電特性的半導(dǎo)體材料,其六角形纖鋅礦結(jié)構(gòu)適合于高質(zhì)量的定向外延薄膜的生長(zhǎng)。為了提高PZT薄膜的性能可以嘗試將兩者進(jìn)行復(fù)合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種PZT-ZnO薄膜，具體實(shí)施步驟為：基底上先利用射頻磁控濺射法制備ZnO薄膜，然后在摻雜ZnO薄膜上制備PZT薄膜，低溫?zé)Y(jié)后得到CNT-ZnO透明導(dǎo)電復(fù)合薄膜，具體包括以下步驟：
步驟1 ：將基底依次用洗潔精水溶液、堿水溶液、酸溶液、無(wú)水乙醇和去離子水清洗干凈；
步驟2 ：將無(wú)水醋酸鋅、六水氯化鋁、乙醇胺和乙二醇甲醚在60℃攪拌混合均勻后再在室溫下陳化12h得到溶膠A；
步驟3：醋酸鉛、硝酸氧鋯以及鈦酸丁酯在60℃攪拌混合均勻后得到溶膠B；
步驟4 ：將步驟2 得到的溶膠A 采用射頻磁控濺射步驟1 清洗得到的基底上6h得到薄膜，再將薄膜進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為600℃，保溫時(shí)間15min，然后自然冷卻得到摻雜ZnO薄膜；
步驟5：將步驟3 得到的溶液B 涂布到步驟4得到的摻雜ZnO薄膜上得到薄膜，再將薄膜進(jìn)行熱處理，空熱處理溫度為600℃，保溫時(shí)間15min，得到摻雜PZT-ZnO薄膜。
進(jìn)一步優(yōu)化，堿水溶液為OH-的摩爾濃度為0.005mol/L的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液。
進(jìn)一步優(yōu)化，酸溶液為H+的摩爾濃度為0.005mol/L的鹽酸溶液、硫酸溶液或硝酸溶液。
本發(fā)明的優(yōu)異效果是：膜結(jié)構(gòu)完整、致密，且導(dǎo)電性能良好。
具體實(shí)施方式
接下來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做具體說(shuō)明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
步驟1：清洗玻璃基片，將玻璃基片按照下面順序依次超聲清洗15min，洗潔精水溶液、氫氧化鈉溶液、鹽酸溶液、無(wú)水乙醇和去離子。
步驟2：將無(wú)水醋酸鋅、六水氯化鋁、乙醇胺和乙二醇甲醚攪拌混合均勻，其中六水氯化鋁為摻雜組分，Al3+和Zn2+的物質(zhì)的量之比為0.01:1，c(Zn 2+) = 0.5mol/L，乙醇胺的物質(zhì)的量與無(wú)水醋酸鋅的物質(zhì)的量相同，加熱至60℃攪拌3h，之后在室溫下陳化12h得到溶膠A；
步驟3：首先，按照醋酸鉛、硝酸氧鋯、鈦酸丁酯將醋酸鉛以1:0.52：0.48物質(zhì)的量比，稱取原料，并醋酸鉛、硝酸氧鋯溶于50ml的蒸餾水中，在磁力攪拌器中攪拌0.5h形成先驅(qū)體溶液；其次，以15%的質(zhì)量濃度配置出鈦酸丁酯的乙二醇溶液；再次，將鈦酸丁酯的乙二醇溶液倒入先驅(qū)體溶液在磁力攪拌器中持續(xù)攪拌2h形成PZT溶膠；最后，將PZT溶膠烘干形成干凝膠，干凝膠在800℃條件下煅燒2h形成PZT。
步驟4 ：將步驟2 得到的溶膠A 采用射頻磁控濺射步驟1 清洗得到的基底上6h得到薄膜，再將薄膜進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為600℃，保溫時(shí)間15min，然后自然冷卻得到摻雜ZnO薄膜；
步驟5：將步驟3 得到的溶液B 涂布到步驟4得到的摻雜ZnO薄膜上得到薄膜，再將薄膜進(jìn)行熱處理，空熱處理溫度為600℃，保溫時(shí)間15min，得到摻雜PZT-ZnO薄膜。