[发明专利]一种高极化强度铁酸铋厚膜材料体系及中低温制备方法

权利要求书

1.一种高极化强度铁酸铋厚膜材料体系的中低温制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)以半导体单晶为基体，在惰性气氛下，使基体升温至400～500℃，所述惰性气氛的气体流量为20～60sccm，腔室气压为1～5Pa；

2)以金属钛或钛氧化物、惰性金属分别作为溅射靶材，利用射频磁控溅射技术在步骤1)得到的基体上依次沉积钛或钛氧化物缓冲层和惰性金属底电极层，溅射气压为0.1～1Pa，溅射功率为30～80W；

3)以非化学配比的铁酸铋氧化物陶瓷Bi_nFeO₃为溅射靶材，利用射频磁控溅射技术在步骤2)得到的底电极层上沉积铁酸铋介电层，溅射气压为0.1～1Pa，溅射功率为60～150W；

4)以金属薄片为靶材，利用直流溅射技术在步骤3)得到的铁酸铋介电层上溅射沉积顶电极，即得；

步骤3)中，所述非化学配比的铁酸铋氧化物陶瓷为n＝1.0，1.05，1.1三种配比的铁酸铋氧化物陶瓷中的任一一种。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高极化强度铁酸铋厚膜材料体系包括基体、缓冲层、底电极、铁酸铋介电层、顶电极；以半导体单晶为基体，缓冲层为金属或金属氧化物薄层，底电极层为惰性金属薄层；所述铁酸铋介电层的厚度为1～5μm；所述缓冲层和底电极层的厚度分别为10～100nm和50～300nm。

3.权利要求1或2所述的方法制备的高极化强度铁酸铋厚膜材料体系，其特征在于，所述材料体系包括基体、缓冲层、底电极、铁酸铋介电层、顶电极，以半导体单晶为基体，缓冲层为金属或金属氧化物薄层，底电极层为惰性金属薄层；所述铁酸铋介电层的厚度为1～5μm；所述缓冲层和底电极层的厚度分别为10～100nm和50～300nm。

4.如权利要求3所述的材料体系，其特征在于，所述半导体单晶基体为硅。

5.如权利要求3所述的材料体系，其特征在于，所述的缓冲层为金属钛或钛氧化物薄层。

6.如权利要求3所述的材料体系，其特征在于，所述厚膜材料体系的饱和极化强度为～130μC/cm²，可承受的外电压不小于200V。

7.权利要求3-6任一项所述的高极化强度铁酸铋厚膜材料体系在制备存储、压电、磁电以及光电子器件中的应用。

8.一种硅微超声换能器，其特征在于，包括使用权利要求4-7任一项所述的高极化强度铁酸铋厚膜材料体系制成的厚膜材料层。

9.一种厚膜电致发光器件，其特征在于，包括使用权利要求3-6任一项所述的高极化强度铁酸铋厚膜材料体系制成的厚膜绝缘层。