专利汇可以提供利用氧等离子体辅助脉冲激光沉积法制备钛铌镁酸铅薄膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种利用 氧 等离子体 辅助的 脉冲激光沉积 法制备 钛 铌镁酸铅 薄膜 的方法,特征在于,通过在脉冲激光沉积方法制备钛铌镁酸铅薄膜过程中引入高活性的氧等离子体,改善其结晶性和形貌,从而获得高 质量 钛铌镁酸铅薄膜。具体过程是将钛铌镁酸铅靶材和衬底一起置于 真空 室中;将真空室抽真空,并将衬底加热至一定 温度 ;然后通入一定量高纯氧气,通过气体电离系统施加高压将氧气电离,形成高 活性氧 等离子体;氧等离子体位于钛铌镁酸铅靶材和衬底之间;利用高能脉冲激光轰击钛铌镁酸铅靶材,产生高能等离子体,在衬底上沉积得到钛铌镁酸铅薄膜。本发明制备的钛铌镁酸铅薄膜结晶质量良好、结构致密,介电和 铁 电性能优异。,下面是利用氧等离子体辅助脉冲激光沉积法制备钛铌镁酸铅薄膜专利的具体信息内容。
1.一种利用氧等离子体辅助脉冲激光沉积法制备钛铌镁酸铅薄膜的方法,首先,将钛铌镁酸铅靶材和衬底置于真空室中,抽真空后将衬底加热到一定温度,其特征在于接着向真空室通入高纯氧气并用外部电源施加高压将氧气等离子化,然后通过高能脉冲激光轰击靶材,在靶材表层蒸发产生高能等离子体,传输到衬底上沉积成膜。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于具体步骤是:
a靶材准备:采用钛铌镁酸铅(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3陶瓷或单晶靶材靶材,靶材的PbTiO3摩尔百分比在大于0%~40%之间;先将靶材通过打磨平整表面,然后放入乙醇和去离子水混合溶液中超声清洗,烘干后置入真空室;
b衬底准备:采用带底电极薄膜的硅衬底或单晶衬底,衬底上的底电极薄膜为金属或金属氧化物薄膜,然后将衬底放入乙醇和去离子水的混合溶液中超声清洗,再用去离子水冲洗表面,并用氮气吹干后置入真空室;
c氧等离子体辅助脉冲激光方法沉积钛铌镁酸铅薄膜:将步骤a的钛铌镁酸铅靶材-4
和步骤b经处理的衬底置入真空室中,在将真空度抽至高于3×10 Pa后把衬底加热至
400-800℃温度,在沉积钛铌镁酸铅薄膜过程中通入1-20Pa氧分压的高纯氧气,并通过气体电离系统施加100-500V高压使氧气等离子化,通过光学导入系统将准分子激光器产生的激光导入真空室轰击钛铌镁酸铅陶瓷靶材,蒸发出等离子体与氧等离子体相互作用,然后传输到衬底上沉积成钛铌镁酸铅薄膜;
d顶电极制备:将不同孔洞直径的掩膜板置于钛铌镁酸铅薄膜之上,沉积金属或金属氧化物顶电极薄膜,最终制成由底电极、钛铌镁酸铅薄膜和顶电极组成的三明治薄膜结构。
3.按权利要求2所述的方法,其特征在于气体电离系统位于靶材和衬底之间。
4.按权利要求2所述的方法,其特征在于所述的硅衬底为Si(100)或Si(111);所述的单晶衬底为Mg(100)或LaAlO3。
5.按权利要求2所述的方法,其特征在于步骤b中衬底的底电极金属或金属氧化物薄膜为Pt、Ir、LaxSr1-xCoO3或SrRuO3。
6.按权利要求2所述的方法,其特征在于步骤c气体电离系统施加400V高压使氧气等离子化时电流为400A。
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7.按权利要求2所述的方法,其特征在于步骤c所述的激光器的激光能量为5J/cm,脉冲频率为5Hz,靶材与衬底间距为10cm。
8.按权利要求2所述的方法,其特征在于顶电极为Pt、Ir、LaxSr1-xCoO3或SrRuO3薄膜。
9.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于制备的钛铌酸镁薄膜为(100)面高度择优取向的钙钛矿型结构。
10.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于组成为0.85Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.15PbTiO3薄膜在1KHz频率时介电常数为3258,介电损耗为0.7%,在很大频率范围下介电常数变化不大。
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