[发明专利]一种制备高度取向聚偏二氟-三氟乙烯共聚物薄膜的方法

摘要

本发明属于电子材料和器件技术领域，具体为一种制备高度取向聚偏二氟‑三氟乙烯共聚物薄膜的方法。本发明方法是基于可移除聚四氟乙烯有序模板的，即在特定温度范围(149℃‑330℃)内，将PTFE模板紧压在铁电聚合物薄膜上，所施加压强范围介于0.5‑10MPa，压强持续时间至少10分钟；随后待温度降至室温后，将压强撤去，将PTFE模板剥离，即可获得高度有序外延生长的铁电聚合物薄膜。本发明实现了低漏电、高铁电性能铁电薄膜的制备，从而可应用于低功耗、低工作电压要求的铁电电子器件中。

主权项

1.一种制备高度取向聚偏二氟‑三氟乙烯共聚物薄膜的方法，其特征在于，是基于可移除聚四氟乙烯PTFE有序模板的，即在特性温度和特定压强范围内，将PTFE有序模板紧压在聚偏二氟‑三氟乙烯P(VDF‑TrFE)薄膜上，压强持续一定时间后，移除PTFE模板，即可获得高度取向有序、低粗糙度、低漏电和高铁电性的铁电聚合物薄膜；具体步骤如下：（1）将P(VDF‑TrFE)薄膜置于可控温加热台上，热台设置温度应介于P(VDF‑TrFE)熔点和PTFE熔点之间；随后，将PTFE模板置于P(VDF‑TrFE)薄膜之上，并保证PTFE与P(VDF‑TrFE)直接接触；（2）在PTFE模板上叠加一块聚二甲基硅氧烷PDMS弹性体，并在PDMS弹性体之上叠加一载玻片；（3）给载玻片施加恒定压力，所产生压强范围介于0.5‑10MPa；压力维持时间至少10分钟，达到压力维持时间后，待加热台温度降至室温后将压力撤去；（4）将PTFE模板与P(VDF‑TrFE)剥离，即获得高度外延取向且极低表面粗糙度的P(VDF‑TrFE)薄膜；所述PDMS弹性体的制备步骤如下：取洁净的刚性衬底片，将PDMS预聚物浇注到衬底表面，根据衬底尺寸及期望得到的PDMS厚度调节浇注PDMS预聚物的体积；随后在室温下静置30分钟以上，做除气处理；最后在室温至100℃温度范围内对其做固化处理；所述P(VDF‑TrFE)薄膜采用下述方法之一制备：旋涂法，适用于制备几十微米至几十纳米厚度的铁电薄膜；Langmuir‑Blodgett成膜方法，适用于制备单分子层厚至几百纳米厚度的铁电聚合物薄膜；溶液滴涂方法，适用于制备微米以上厚度的铁电薄膜；所述PTFE有序模板的制备步骤如下：（1）选取玻璃、硅、ITO或聚酰亚胺PI作为衬底材料，依次经丙酮、酒精、去离子水超声清洗，烘干备用；（2）PTFE块体依次经丙酮、酒精、去离子水超声清洗，烘干备用；（3）在特定温度110‑200℃、压强0.5‑10MPa和摩擦速率0.1‑1.0mm/s下将PTFE块体压在上述衬底材料表面，经由摩擦转移获得有序PTFE模板。