本發(fā)明涉及電子信息材料與元器件的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種透明薄膜變?nèi)莨芗捌渲苽浞椒ā?/p>

背景技術(shù)：

電子設(shè)備的透明化是未來(lái)電子設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)重要的方向，因其不僅在美觀上有重大改進(jìn)，而且其也具有獨(dú)特的光學(xué)性能。最近，國(guó)際上的電子巨頭，如蘋(píng)果、三星、谷歌等均致力于透明電子設(shè)備的研發(fā)與設(shè)計(jì)。另外，中國(guó)在內(nèi)的許多大公司也一直在致力于透明顯示器、透明手機(jī)及相關(guān)透明電子通訊設(shè)備的研究。而實(shí)現(xiàn)這些電子設(shè)備透明化的關(guān)鍵步驟是元器件的透明化，其中，薄膜變?nèi)莨苁请娮油ㄓ嵲O(shè)備必不可少的元器件，因此，實(shí)現(xiàn)薄膜變?nèi)莨艿耐该骰菍?shí)現(xiàn)電子通訊設(shè)備的透明化的必要環(huán)節(jié)。因此，制備出透明薄膜變?nèi)莨苁钱?dāng)務(wù)之急。

現(xiàn)有技術(shù)中，雖然已經(jīng)制備出一些透明薄膜變?nèi)莨?，例如，鈮酸鎂鉍薄膜壓控變?nèi)莨?、全透型鉍基焦綠石薄膜壓控變?nèi)莨?、透明鈦酸鍶鋇基薄膜壓控變?nèi)莨堋⒀趸噳嚎乇∧ぷ內(nèi)莨艿?，但是，目前所制備的上述透明薄膜變?nèi)莨芫嬖谌毕荩海?）鈮酸鎂鉍薄膜壓控變?nèi)莨芎腿感豌G基焦綠石薄膜壓控變?nèi)莨?，因含有易揮發(fā)元素Bi，因此，使得其性質(zhì)不穩(wěn)定，進(jìn)而使得其介電調(diào)諧率較??；（2）透明鈦酸鍶鋇基薄膜壓控變?nèi)莨?，由于含有大量的Ti元素，并且由于Ti的化合價(jià)不穩(wěn)定，因此導(dǎo)致其介電損耗較高，進(jìn)而降低其介電調(diào)諧率；（3）氧化鎳壓控薄膜變?nèi)莨埽捎谄錇榘雽?dǎo)體變?nèi)莨?，因此，其介電常?shù)較小，使得其介電損耗極大。

另外，現(xiàn)有技術(shù)制備透明薄膜變?nèi)莨芏嗖捎么趴貫R射的方法，但是，采用磁控濺射的方法不適宜制備多組分化合物薄膜變?nèi)莨?，并且使得所制備的薄膜變?nèi)莨艿慕Y(jié)晶性不好，且導(dǎo)致薄膜變?nèi)莨艿慕M分不夠均勻，薄膜變?nèi)莨艿慕M分與靶材組分不夠接近。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種介電調(diào)諧率大、介電損耗低且性質(zhì)穩(wěn)定的透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本發(fā)明的目的之二在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎ撏该鞅∧ぷ內(nèi)莨艿闹苽浞椒ㄊ沟盟苽涞谋∧ぷ內(nèi)莨艿慕Y(jié)晶性好，且薄膜變?nèi)莨艿慕M分均勻，薄膜變?nèi)莨艿慕M分與靶材組分更加接近。

為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

提供一種透明薄膜變?nèi)莨?，包括襯底、沉積于所述襯底的錫鈦酸鋇薄膜、以及與所述錫鈦酸鋇薄膜連接的電極。

所述錫鈦酸鋇薄膜中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

所述錫鈦酸鋇薄膜的厚度為100nm~600nm。

所述襯底為FTO玻璃襯底。

所述電極為圓柱形電極，所述圓柱形電極的直徑為0.05mm~0.3mm。

所述圓柱形電極為圓柱形金電極。

為達(dá)到上述目的之二，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

提供一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于一定溫度下保溫一定時(shí)間后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至一定的真空度，然后加熱襯底至一定溫度，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至一定溫度后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

上述技術(shù)方案中，所述步驟一制備錫鈦酸鋇靶材的步驟中，所述保溫溫度為1250℃～1400℃，所述保溫時(shí)間為4h~10h；

所述碳酸鋇、所述氧化鈦和所述氧化錫的純度均為99.0%~99.9%。

上述技術(shù)方案中，所述步驟二脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜的步驟中，所述脈沖激光沉積系統(tǒng)的真空度為0.1×10^-3Pa~1.0×10^-3Pa，所述襯底加熱至500℃~700℃，所述襯底冷卻至50℃~100℃；

所述脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，所述氧氣的壓強(qiáng)為5 Pa~100 Pa，所述氧氣的純度為99.99%。

上述技術(shù)方案中，所述步驟三制備電極的步驟中，在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明提供的一種透明薄膜變?nèi)莨?，由于采用錫鈦酸鋇薄膜作為核心部分，該錫鈦酸鋇薄膜不含有揮發(fā)性元素，因此使得所制備的透明薄膜變?nèi)莨艿男再|(zhì)穩(wěn)定；另外，該錫鈦酸鋇（BaSn_0.15Ti_0.85O₃）薄膜中，用于通過(guò)Sn元素對(duì)Ti元素進(jìn)行部分取代，使得能夠在一定程度上降低所制得的透明薄膜變?nèi)莨艿慕殡姄p耗，并且能夠提高所制得的透明薄膜變?nèi)莨艿慕殡娬{(diào)諧率。因此，本發(fā)明所制得的透明薄膜變?nèi)莨芫哂薪殡娬{(diào)諧率大、介電損耗低且性質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，其中，本發(fā)明所制得的透明薄膜變?nèi)莨艿慕殡娬{(diào)諧率≥50%。

（2）本發(fā)明提供的一種透明薄膜變?nèi)莨?，是以錫鈦酸鋇薄膜作為核心部分，由于錫鈦酸鋇薄膜具有較寬的帶隙，在可見(jiàn)光區(qū)具有極高的透過(guò)率，因此，本發(fā)明所制得的透明薄膜變?nèi)莨芫哂型该餍愿叩膬?yōu)點(diǎn)，其在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率≥78%。

（3）本發(fā)明提供的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎ捎诓捎妹}沖激光沉積法制備錫鈦酸鋇薄膜，從而適宜制備多組分化合物薄膜變?nèi)莨?，因此，該透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ㄊ沟盟苽涞谋∧ぷ內(nèi)莨艿慕Y(jié)晶性好，且薄膜變?nèi)莨艿慕M分均勻，薄膜變?nèi)莨艿慕M分與靶材組分更加接近。

（4）本發(fā)明提供的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒?，具有制備方法?jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，且能夠適用于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種透明薄膜變?nèi)莨艿慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

在圖1中包括有：

電極1；

錫鈦酸鋇薄膜2；

襯底3。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨?，?jiàn)圖1所示，包括襯底3、沉積于襯底3的錫鈦酸鋇薄膜2、以及與錫鈦酸鋇薄膜2連接的電極1。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2的厚度為350nm。

本實(shí)施例中，襯底3為FTO玻璃襯底。

本實(shí)施例中，電極1為圓柱形電極，圓柱形電極的直徑為0.2mm。其中，本實(shí)施例的圓柱形電極為圓柱形金電極。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于1300℃下保溫7h后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；本實(shí)施例中，碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫的純度均為99.5%；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至0.5×10^-3Pa的真空度，然后加熱襯底至600℃，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至80℃后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；本實(shí)施例中，脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，其中，氧氣的壓強(qiáng)為50 Pa，氧氣的純度為99.99%；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本實(shí)施例制得的透明薄膜變?nèi)莨埽湓贔TO玻璃襯底上的錫鈦酸鋇薄膜經(jīng)掃描電子顯微鏡照片圖顯示結(jié)晶性好，表面平整，顆粒均勻。該錫鈦酸鋇薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率達(dá)85%。另外，該錫鈦酸鋇薄膜在0.4 KV/cm的電場(chǎng)下的調(diào)諧率為62%。其中，本發(fā)明的調(diào)諧率是根據(jù)介電常數(shù)計(jì)算出來(lái)。

實(shí)施例2。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨?，?jiàn)圖1所示，包括襯底3、沉積于襯底3的錫鈦酸鋇薄膜2、以及與錫鈦酸鋇薄膜2連接的電極1。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2的厚度為100nm。

本實(shí)施例中，襯底3為FTO玻璃襯底。

本實(shí)施例中，電極1為圓柱形電極，圓柱形電極的直徑為0.05mm。其中，本實(shí)施例的圓柱形電極為圓柱形金電極。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒?，它包括以下步驟：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于1250℃下保溫10h后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；本實(shí)施例中，碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫的純度均為99.0%；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至0.1×10^-3Pa的真空度，然后加熱襯底至500℃，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至50℃后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；本實(shí)施例中，脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，其中，氧氣的壓強(qiáng)為5 Pa，氧氣的純度為99.99%；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本實(shí)施例制得的透明薄膜變?nèi)莨埽湓贔TO玻璃襯底上的錫鈦酸鋇薄膜經(jīng)掃描電子顯微鏡照片圖顯示結(jié)晶性好，表面平整，顆粒均勻。該錫鈦酸鋇薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率達(dá)88%。另外，該錫鈦酸鋇薄膜在0.4 KV/cm的電場(chǎng)下的調(diào)諧率為55%。

實(shí)施例3。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨?，?jiàn)圖1所示，包括襯底3、沉積于襯底3的錫鈦酸鋇薄膜2、以及與錫鈦酸鋇薄膜2連接的電極1。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2的厚度為600nm。

本實(shí)施例中，襯底3為FTO玻璃襯底。

本實(shí)施例中，電極1為圓柱形電極，圓柱形電極的直徑為0.3mm。其中，本實(shí)施例的圓柱形電極為圓柱形金電極。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒?，它包括以下步驟：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于1400℃下保溫4h后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；本實(shí)施例中，碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫的純度均為99.9%；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至1.0×10^-3Pa的真空度，然后加熱襯底至700℃，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至100℃后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；本實(shí)施例中，脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，其中，氧氣的壓強(qiáng)為100 Pa，氧氣的純度為99.99%；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本實(shí)施例制得的透明薄膜變?nèi)莨埽湓贔TO玻璃襯底上的錫鈦酸鋇薄膜經(jīng)掃描電子顯微鏡照片圖顯示結(jié)晶性好，表面平整，顆粒均勻。該錫鈦酸鋇薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率達(dá)78%。另外，該錫鈦酸鋇薄膜在0.4 KV/cm的電場(chǎng)下的調(diào)諧率為50%。

實(shí)施例4。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨?，?jiàn)圖1所示，包括襯底3、沉積于襯底3的錫鈦酸鋇薄膜2、以及與錫鈦酸鋇薄膜2連接的電極1。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2的厚度為200nm。

本實(shí)施例中，襯底3為FTO玻璃襯底。

本實(shí)施例中，電極1為圓柱形電極，圓柱形電極的直徑為0.1mm。其中，本實(shí)施例的圓柱形電極為圓柱形金電極。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒?，它包括以下步驟：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于1350℃下保溫9h后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；本實(shí)施例中，碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫的純度均為99.3%；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至0.3×10^-3Pa的真空度，然后加熱襯底至550℃，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至60℃后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；本實(shí)施例中，脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，其中，氧氣的壓強(qiáng)為20 Pa，氧氣的純度為99.99%；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本實(shí)施例制得的透明薄膜變?nèi)莨?，其在FTO玻璃襯底上的錫鈦酸鋇薄膜經(jīng)掃描電子顯微鏡照片圖顯示結(jié)晶性好，表面平整，顆粒均勻。該錫鈦酸鋇薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率達(dá)86%。另外，該錫鈦酸鋇薄膜在0.4 KV/cm的電場(chǎng)下的調(diào)諧率為56%。

實(shí)施例5。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨埽?jiàn)圖1所示，包括襯底3、沉積于襯底3的錫鈦酸鋇薄膜2、以及與錫鈦酸鋇薄膜2連接的電極1。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2中錫鈦酸鋇的化學(xué)式為BaSn_0.15Ti_0.85O₃。

本實(shí)施例中，錫鈦酸鋇薄膜2的厚度為500nm。

本實(shí)施例中，襯底3為FTO玻璃襯底。

本實(shí)施例中，電極1為圓柱形電極，圓柱形電極的直徑為0.25mm。其中，本實(shí)施例的圓柱形電極為圓柱形金電極。

本實(shí)施例的一種透明薄膜變?nèi)莨艿闹苽浞椒ǎㄒ韵虏襟E：

步驟一，制備錫鈦酸鋇靶材：將原料碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫充分混合后壓制成型，然后置于1380℃下保溫8h后，得到燒制的錫鈦酸鋇靶材；本實(shí)施例中，碳酸鋇、氧化鈦和氧化錫的純度均為99.7%；

步驟二，脈沖激光沉積錫鈦酸鋇薄膜：將襯底放入脈沖激光沉積系統(tǒng)中，并將脈沖激光沉積系統(tǒng)抽至0.8×10^-3Pa的真空度，然后加熱襯底至650℃，然后利用脈沖激光和步驟一得到的錫鈦酸鋇靶材在襯底上沉積錫鈦酸鋇薄膜，然后待襯底冷卻至90℃后，取出沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜；本實(shí)施例中，脈沖激光沉積系統(tǒng)中，是采用氧氣作為生長(zhǎng)氣體，其中，氧氣的壓強(qiáng)為80 Pa，氧氣的純度為99.99%；

步驟三，制備電極：在步驟二制得的沉積于襯底上的錫鈦酸鋇薄膜上利用掩膜版并采用熱蒸渡法制備電極，即得到透明薄膜變?nèi)莨堋?/p>

本實(shí)施例制得的透明薄膜變?nèi)莨?，其在FTO玻璃襯底上的錫鈦酸鋇薄膜經(jīng)掃描電子顯微鏡照片圖顯示結(jié)晶性好，表面平整，顆粒均勻。該錫鈦酸鋇薄膜在可見(jiàn)光范圍內(nèi)（波長(zhǎng)為300nm~800nm）的平均光學(xué)透過(guò)率達(dá)84%。另外，該錫鈦酸鋇薄膜在0.4 KV/cm的電場(chǎng)下的調(diào)諧率為58%。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。