[发明专利]一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片

说明书

本发明公开一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片，涉及压电材料技术领域，制备方法包括以下步骤：将铁电单晶体切割为第一晶块；将第一晶块放入第一溶液中清洗；将第一晶块放入模具中，模具为顶部开口的柱状体，模具内形成有容纳空间，将第一晶块间隔排列放入模具的容纳空间内；将粘胶剂注入到模具的容纳空间中，以将第一晶块凝固结合在一起形成第二复合晶块；待第二复合晶块凝固后，将第二复合晶块从模具中分离出来；将第二复合晶块切割得到铁电单晶体复合薄片。由此制备得到各种尺寸的铁电单晶体复合薄片，其尺寸可控且压电性良好，可使得铁电单晶体更加适用于商业化的需求，使其应用更加广泛。

技术领域

本发明涉及压电材料技术领域，尤其涉及一种铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片。

背景技术

压电材料是一类在电子、激光、超声、水声、微声、红外、导航、生物、医疗等各技术领域中扮演着重要角色的功能材料。目前，商业化高压电性材料几乎都是无机铁电陶瓷，存在脆性大、硬度较高、声阻抗大、生物兼容性差、重金属密度大、制造温度高等缺点，很难满足柔性可穿戴器件的发展需求。铁电晶体易于采用低温溶液法合成加工，有利于大规模生产成本的降低，同时还具有轻量、机械柔性强、低声阻抗以及较好的生物兼容性等特点。

高质量晶片的制备对于高压电性分子铁电晶体的器件应用至关重要，特别是满足柔性可穿戴器件需求的超薄晶片，目前国内外还没有相关高压电性分子铁电单晶薄片。另外现有铁电单晶体的主要生长方法为水溶液生长法，受限于其在水中的溶解度，一般也难以生长出大尺寸的铁电单晶体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺寸的铁电单晶体复合薄片的制备方法及复合薄片，可使得铁电单晶体更加适用于商业化的需求，使其应用更加广泛。

本发明的第一方面提供一种铁电单晶体复合薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铁电单晶体切割为第一晶块；

步骤二：将所述第一晶块放入第一溶液中清洗；其中，所述第一溶液不与所述铁电单晶体发生反应，且能去除所述第一晶块表面的沾污；

步骤三：将所述第一晶块放入模具中，所述模具为顶部开口的柱状体，所述模具内形成有容纳空间，将所述第一晶块间隔排列放入所述模具的所述容纳空间内；

步骤四：将粘胶剂注入到所述模具的所述容纳空间中，以将所述第一晶块凝固结合在一起形成第二复合晶块；

步骤五：待所述第二复合晶块凝固后，将所述第二复合晶块从所述模具中分离出来；

步骤六：将所述第二复合晶块切割得到铁电单晶体复合薄片。

在一种可实施的方式中，步骤一中，所述第一晶块的长度为0.5-5mm；宽度为0.5-5mm；高度为5--30mm。

在一种可实施的方式中，步骤一中，按照平行于所述铁电单晶体的压电面的方向进行切割。

在一种可实施的方式中，步骤一中，采用金刚线切割机对所述铁电单晶体进行切割。

在一种可实施的方式中，步骤二中，所述第一溶液为乙醇。

在一种可实施的方式中，步骤三中，在所述模具内所述第一晶块均匀间隔分布。

在一种可实施的方式中，相邻所述第一晶块的间距为0.1-1mm。

在一种可实施的方式中，所有所述第一晶块的下端面的面积之和占整个模具底面面积的至少69%以上。

在一种可实施的方式中，步骤四中，所述粘胶剂为环氧树脂、硅胶或橡胶材料。

在一种可实施的方式中，步骤六中，按照平行与所述第二复合晶块的压电面进行切割，所述第二复合晶块的压电面方向为所述第一晶块的压电面方向。

在一种可实施的方式中，所述铁电单晶体为TMCM-CdCl3单晶体。