本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，尤其涉及一种柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备方法。
背景技术：
柔性电子技术作为一场全新的电子技术革命，是当今最令人激动和最有前景的电子技术之一，受到学术界和工业界的广泛关注。近年来,发达国家纷纷制定了针对柔性电子的重大研究计划，如美国fdcasu计划、欧盟第七框架计划、日本tradim计划等。我国科技部也将柔性电子列为重要的科技发展领域。柔性电子以其独特的柔性/延展性、轻便型以及高效的制造工艺，具有广泛的应用前景。具体可应用于信息领域如柔性电子显示器、可弯曲折叠手机、柔性射频/微波电路等；能源领域如柔性太阳能电池、锂离子电池等；健康医疗如人造器官、“人联网”工程；穿戴式智能设备用于航空宇航、深海探测等；军事国防上柔性电子技术可实现智能皮肤、单兵通信、隐身的功能，提高战场作战的机动性和隐蔽性。
变容管作为柔性电子技术的一种重要组成器件，其柔性化也愈来越收到关注，并且实现其柔性化也愈来越迫切。bazr0.2ti0.8o3(bzt)薄膜是当前最受关注的介电可调氧化物薄膜材料，但bzt薄膜的介电损耗较高(≥0.01)，限制了其实际应用。basn0.15ti0.85o3(bts)薄膜具有高的介电调谐率和更低的介电损耗。因此，本发明将bts与bzt薄膜复合制备性能优良的柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管，以满足柔性电子技术的应用需求。
技术实现要素：
本发明的目的，在于克服现有技术中介电调谐性能的不足，利用脉冲激光沉积技术，提供一种性能优良的柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备方法。
本发明通过如下技术方案予以实现。
一种柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备方法，其包括如下：
(1)将铜箔表面清洗干净放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上，作为柔性衬底；
(2)将sb掺杂的sno2即ato靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上；靶材与衬底的距离为40～90mm；
sb的掺杂的质量百分比含量为0＜sb≤30％；
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至3.0×10-3pa以下，通入大于0且小于、等于50pa的氧气作为生长气体，衬底温度为200℃到700℃，进行沉积得到50～1000nm厚的ato薄膜层；
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统的样品台上；
(5)将bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至1.0×10-3pa以下，然后加热衬底至400～700℃，使用0～50pa的o2作为生长气体，进行沉积得到bts薄膜层，薄膜厚度为100～500nm；然后使用0～50pa的o2作为生长气体，进行沉积得到bzt薄膜层，薄膜厚度为100nm-500nm；最后再使用0～50pa的o2作为生长气体，进行沉积得到bts薄膜层，薄膜厚度为100～500nm；
(7)取出样品，在bts薄膜和底电极ato层表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的整体制备。
所述步骤(1)的铜箔厚度为1微米-1毫米，纯度≥98％，表面粗糙度≤300纳米。
所述步骤(2)的sb掺杂的质量百分比含量为3～20％。
所述步骤(2)或步骤(5)的靶材是按照常规制备方法自制或者任意市售的产品。
所述步骤(3)或步骤(6)的ato、bts、bzt或bts薄膜层的厚度通过调节制备工艺参数或沉积时间来控制。
本发明利用脉冲激光沉积技术制备的柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的介电调谐率≥50％@100khz，介电损耗≤0.01，在柔性曲率半径为5.0mm时，性能变化率≤10％，器件性能优良，适合在柔性电子技术中应用。
附图说明
图1是实施例1柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的调谐性能图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
(1)将纯度为99％，厚度为100um，表面粗糙度为50nm的铜箔表面清洗干净，并放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上，作为柔性衬底。
(2)将12at％sb掺杂的sno2靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上，靶材和衬底距离50mm。
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至3.0×10-4pa，使用2pa的氧气作为沉积气体，衬底温度为600℃，进行沉积得到200nm厚的ato薄膜层。
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统内的样品台上。
(5)将采用固相烧结法制备bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，所用原料sno2、baco3、tio2和zro2的纯度均在99％以上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至3.0×10-4pa，然后加热衬底至700℃；使用15pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到150纳米厚的bts薄膜层；然后使用15pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到150纳米厚的bzt薄膜层；最后再使用15pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到150纳米厚的bts薄膜层。
7.取出制品，在bts薄膜和底电极ato表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备，最后进行介电调谐和柔性性能测试。
图1揭示了实施例1的柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的调谐性能，由图中可以看出变容管的调谐率为61％，介电损耗为0.0049。在曲率半径为5.0mm时，其调谐率为58％，介电损耗为0.0051。
实施例2
(1)将纯度为99％，厚度为100um，表面粗糙度为100nm的铜箔表面清洗干净，并放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上作为柔性衬底
(2)将12at％sb掺杂的sno2靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上，靶材和衬底距离80mm。
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至9.0×10-4pa，使用1pa的氧气作为沉积气体，衬底温度为700℃，进行沉积得到300nm厚的ato薄膜层。
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统内的样品台上。
(5)将采用固相烧结法制备bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，所用原料sno2、baco3、tio2和zro2的纯度均在99％以上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至8.0×10-4pa，然后加热衬底至650℃；使用5pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到100纳米厚的bts薄膜层；然后使用5pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到100纳米厚的bzt薄膜层；最后再使用5pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到100纳米厚的bts薄膜层。
(7)取出制品，在bts薄膜和底电极ato表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备，最后进行介电调谐和柔性性能测试。
实施例2变容管的调谐率为69％，介电损耗为0.019。在曲率半径为5.0mm时，其调谐率为67％，介电损耗为0.021。
实施例3
(1)将纯度为99％，厚度为100um，表面粗糙度为50nm的铜箔表面清洗干净，并放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上作为柔性衬底。
(2)将12at％sb掺杂的sno2靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上，靶材和衬底距离50mm。
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至3.0×10-4pa，使用2pa的氧气作为沉积气体，衬底温度为600℃，进行沉积得到200nm厚的ato薄膜层。
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统内的样品台上。
(5)将采用固相烧结法制备bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，所用原料sno2、baco3、tio2和zro2的纯度均在99％以上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至3.0×10-4pa，然后加热衬底至700℃；使用50pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到200纳米厚的bts薄膜层；然后使用50pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到200纳米厚的bzt薄膜层；最后再使用50pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到200纳米厚的bts薄膜层。
(7)取出制品，在bts薄膜和底电极ato表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备，最后进行介电调谐和柔性性能测试。
实施例3变容管的调谐率为51％，介电损耗为0.0047。在曲率半径为5.0mm时，其调谐率为46％，介电损耗为0.0052。
实施例4
(1)将纯度为99％，厚度为100um，表面粗糙度为500nm的铜箔表面清洗干净，并放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上作为柔性衬底。
(2)将12at％sb掺杂的sno2靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上，靶材和衬底距离50mm。
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至1.0×10-4pa，使用8pa的氧气作为沉积气体，衬底温度为700℃，进行沉积得到500nm厚的ato薄膜层。
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统内的样品台上。
(5)将采用固相烧结法制备bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，所用原料sno2、baco3、tio2和zro2的纯度均在99％以上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至3.0×10-4pa，然后加热衬底至700℃；使用15pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到400纳米厚的bts薄膜层；然后使用20pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到400纳米厚的bzt薄膜层；最后再使用20pa的氧气作为生长气体，进行沉积得到400纳米厚的bts薄膜层。
(7)取出制品，在bts薄膜和底电极ato表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备，最后进行介电调谐和柔性性能测试。
实施例4变容管的调谐率为53％，介电损耗为0.0071。在曲率半径为5.0mm时，其调谐率为46％，介电损耗为0.0078。
实施例5
(1)将纯度为99％，厚度为100um，表面粗糙度为500nm的铜箔表面清洗干净，并放入脉冲激光沉积系统腔体内的样品台上作为柔性衬底。
(2)将sno2靶材装入脉冲激光沉积系统的靶头上，靶材和衬底距离50mm。
(3)将脉冲激光沉积系统的本底真空度抽至1.0×10-4pa，在真空下进行沉积，衬底温度为700℃，进行沉积得到500nm厚的ato薄膜层。
(4)取出衬底，在ato层表面用掩模版遮盖，留出底电极位置后，再将其放入脉冲激光沉积系统内的样品台上。
(5)将采用固相烧结法制备bts和bzt靶材分别装入脉冲激光沉积系统的靶头上，所用原料sno2、baco3、tio2和zro2的纯度均在99％以上。
(6)将脉冲激光沉积系统的本底真空抽至3.0×10-4pa，然后加热衬底至700℃；在真空下进行沉积得到400纳米厚的bts薄膜层；然后在真空下进行沉积得到400纳米厚的bzt薄膜层；最后在真空下进行沉积得到400纳米厚的bts薄膜层。
(7)取出制品，在bts薄膜和底电极ato表面上利用掩膜版制备金属电极，实现柔性bts/bzt/bts多层薄膜变容管的制备，最后进行介电调谐和柔性性能测试。
实施例5变容管的调谐率为59％，介电损耗为0.01。在曲率半径为5.0mm时，其调谐率为56％，介电损耗为0.011。