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申请/专利权人：齐鲁工业大学(山东省科学院)

摘要：本发明涉及一种介电可调、低介电损耗的BMZN薄膜材料及其制备方法与应用，薄膜材料的分子式为Bi1.5MgxZnyNb1.5O7，其中，x：y=（4～1）：（1～4），本发明采用Pechini溶胶‑凝胶法合成一种新型铁电薄膜材料，得到的薄膜致密，孔隙率低，晶界清晰；本发明通过Zn2+的掺杂改性，改变原有离子的运动状态，极大的降低了介电损耗，并且Zn2+的掺杂量使得介电可调，具有良好的温度、化学稳定性，同时介电可调并且具有低的介电损耗、适中的介电常数，与传统的固相法相比，制备工艺简单，过程无污染，反应物在分子水平均匀混合，制备的薄膜纯度和均匀度都较高，能显著提升其介电性能，具有广泛的应用前景。

主权项：1.介电可调、低介电损耗的BMZN薄膜材料的制备方法，步骤如下：1）选用纯度99.90%的Nb2O5，在聚四氟乙烯容器中加入Nb2O5和质量浓度20%的氢氟酸，在120℃烘箱中反应2h得到NbF5溶液，氧化铌与氢氟酸的摩尔比为1：13；将NbF5溶液加水稀释至原先浓度的12，得NbF5稀释液，NbF5稀释液先用质量浓度25%氨水调节溶液pH=6，然后用饱和碳酸铵与氨水的混合溶液将pH调至9，饱和碳酸铵与氨水的混合溶液中饱和碳酸铵与氨水的体积比为1:17，将所得溶液进行抽滤、洗涤，得到NbOH5沉淀；把NbOH5沉淀加入柠檬酸水溶液中发生络合反应，在75℃水浴条件下，加热搅拌20min至沉淀溶解完全，得到Nb-CA溶液，柠檬酸水溶液中柠檬酸与Nb5+的摩尔比为6：1；2）按Bi3+：Nb5+的摩尔比为1:1；Mg2+:Zn2+的摩尔比为3:2；Bi3+：Mg2+的摩尔比为5：2，将Nb-CA溶液与BiCl3溶液、MgCl2溶液、ZnCl2溶液混合，调节pH=7，得到混合溶液，混合液中加入乙二醇做稳定剂，促进混合柠檬酸盐的聚合，乙二醇与柠檬酸的摩尔为2：1，之后在80℃水浴中，搅拌2个小时，室温静置陈化36h，得到BMZN溶胶；3）将BMZN溶胶，利用旋涂机在ITO基底上涂膜，设置涂膜时滴胶时转速为2000rmin，甩胶时转速为4000rmin的转速，每次甩胶持续40s，所制得的薄膜，在温度700℃下退火140min，然后待此薄膜冷却至室温，重复涂覆-退火热处理7次，重复涂膜7层，稳定后，在基片上生成介电可调、低介电损耗的BMZN薄膜；得到的介电可调、低介电损耗的BMZN薄膜材料分子式为：Bi1.5Mg0.6Zn0.4Nb1.5O7。

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