本发明涉及一种压电薄膜，具体涉及一种锆钛酸铅薄膜及其制备方法。
背景技术
锆钛酸铅(简称pzt)的化学式为pb(zryti1-y)o3，是abo3型钙钛矿相化合物，当化学组成在准同型相界附近时，具有良好的介电、铁电和压电性能，目前已经广泛应用于随机存储器装置及微电子机械系统中。现有制备pzt压电薄膜的方法包括激光脉冲沉淀法、磁控溅射法、金属有机化学气相沉积法、化学溶液沉积法、溶胶-凝胶法等；其中，溶胶-凝胶法因制备周期短、化学成分控制稳定、制得薄膜的结构致密等优点而得到广泛应用。
此外，为了制备得到介电性能更加优异的锆钛酸铅薄膜，通常采用掺杂改性或溅射种晶层等方法。掺杂改性是通过向pzt材料中加入除pb、zr、ti元素以外的金属元素来达到改变pzt材料性能的目的，掺杂改性方式包括硬性掺杂、等价掺杂、软性掺杂、复合掺杂等；溅射种晶层通常是在衬底上预先溅射一层与pzt薄膜晶格较为匹配的材料作为种晶层，种晶层材料例如可以为srruo3、lanio3等。尽管上述方法能够在一定程度上提高锆钛酸铅薄膜的介电性能，然而存在价格昂贵、制备周期长等缺陷，不利于锆钛酸铅薄膜的实际生产和应用。
近年来，采用溶胶-凝胶法制备缓冲层来改善锆钛酸铅薄膜的介电和压电性能是锆钛酸铅材料的研究热点之一。例如，公开号为cn1513809a的中国专利公开了一种高性能锆钛酸铅薄膜的制备方法，其以溶胶-凝胶法配制前驱溶液，并以溶胶-电雾法将配制的前驱溶液沉积在带有pzt结晶种子层的衬底上，经热处理后形成锆钛酸铅薄膜。然而，该方法所采用的锆源是丙醇锆，其在大气环境下易水解，因此对环境要求相对较高；并且，该方法以溶胶-电雾法制备锆钛酸铅薄膜，存在工艺操作复杂、制备周期长、制造成本较高等缺陷；此外，该方法制备的锆钛酸铅薄膜的相对介电常数仅为960，薄膜的介电性能不佳。
技术实现要素：
本发明提供一种锆钛酸铅薄膜及其制备方法，该方法能够制得介电常数高且介电损耗小的锆钛酸铅薄膜。
本发明提供一种锆钛酸铅薄膜的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，再加入硝酸锆、乙酸铅、乙二醇甲醚和甲酰胺，控制乙酸铅与硝酸锆的摩尔比为(1.1-1.3)：y，制备化学式为pb(zryti1-y)o3的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液，其中y为0.52-0.53；
2)将所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液沉积在衬底上，热处理，得到锆钛酸铅缓冲层；
3)将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，再加入硝酸锆、乙酸铅、乙二醇甲醚和甲酰胺，控制乙酸铅与硝酸锆的摩尔比为(1.15-1.25)：y，制备化学式为pb(zryti1-y)o3的锆钛酸铅前驱体溶液，其中y为0.52-0.53；
4)将所述锆钛酸铅前驱体溶液沉积在所述锆钛酸铅缓冲层上，热处理，得到锆钛酸铅薄膜。
本发明的方法以乙酸铅、硝酸锆和钛酸四丁酯为原料，乙二醇甲醚为溶剂，乙酰丙酮和甲酰胺为稳定剂，利用溶胶-凝胶法制备锆钛酸铅缓冲层，并且利用溶胶-凝胶法在锆钛酸铅缓冲层上制备锆钛酸铅薄膜，由于锆钛酸铅缓冲层与锆钛酸铅薄膜的分子结构相同，晶格匹配良好，因此能够明显改善锆钛酸铅薄膜的介电性能。其中，以乙酰丙酮和甲酰胺为稳定剂，并且在将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮后再加入其它成分，有利于得到稳定且无沉淀生成的前驱体溶液；采用硝酸锆作为锆源，可简化前驱体溶液的操作工艺、降低制造成本；特别是，先使钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮，并且将乙酸铅与硝酸锆的摩尔比控制在上述特定范围，有利于得到致密的钙钛矿结构的锆钛酸铅薄膜，锆钛酸铅薄膜的介电性能优异。
具体地，乙酰丙酮主要用于与钛酸四丁酯络合，形成不易水解缩聚的钛金属络合物，从而使得溶液稳定，不发生沉淀；甲酰胺主要用于保持溶液的稳定，防止生成沉淀。因此，以乙酰丙酮和甲酰胺为稳定剂，并且将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮后再加入其它成分，有利于得到稳定且无沉淀生成的前驱体溶液。
进一步地，步骤1)中，制备所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液时，可以控制乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比为(1.1-1.3)：y：(1-y)：(0.7-1.2)：(1.8-2.4)。其中，(1.1-1.3)表示在制备所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液时铅过量10％-30％，该铅过量量用于补偿制备锆钛酸铅缓冲层热处理过程中铅的挥发；特别是，该铅过量量还能够补偿制备锆钛酸铅薄膜热处理中的铅损失，从而有利于改善锆钛酸铅薄膜的介电性能。
进一步地，步骤3)中，制备所述锆钛酸铅前驱体溶液时，可以控制乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比为(1.15-1.25)：y：(1-y)：(0.7-1.2)：(1.8-2.4)。其中，(1.15-1.25)表示在制备所述锆钛酸铅前驱体溶液时铅过量15％-25％，该铅过量量用于补偿制备锆钛酸铅薄膜热处理中铅的挥发。
特别是，在制备所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液和所述锆钛酸铅前驱体溶液时，将乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比控制在(0.7-1.2)：(1.8-2.4)，有利于得到稳定的前驱体溶液，溶液无沉淀生成；通过后续热处理，薄膜易于沿(100)晶向取向生长，从而得到(100)择优取向的锆钛酸铅薄膜，该薄膜具有更高的压电系数，在微机电系统上应用更具有优势。
进一步地，可以采用酸碱调节剂调节所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液和所述锆钛酸铅前驱体溶液的ph值；酸碱调节剂例如可以为乙酸。特别是，可以控制所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液的ph值为3.5-5.5，浓度为0.30-0.48mol/l；并且，可以控制所述锆钛酸铅前驱体溶液的ph值为3.5-5.5，浓度为0.30-0.48mol/l。上述ph值范围能够避免前驱体溶液结晶，从而易于形成粘度适宜且稳定性好的前驱体溶液，有利于后续沉积和热处理的进行；此外，上述浓度指的是前驱体溶液中各成分的总摩尔浓度，该浓度范围能够得到单层层厚为45-75纳米的薄膜，不仅制备工艺性好，便于实际操作，特别是易于使薄膜沿(100)择优取向，从而提高锆钛酸铅薄膜的(100)晶向取向度。
本发明对所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液和所述锆钛酸铅前驱体溶液的制备方法不作严格限制，例如可以包括如下顺序进行的步骤：
a)将钛酸四丁酯溶于乙酰丙酮中，随后升温至40-65℃，保温50-85min；
b)依次将硝酸锆、乙酸铅和乙二醇甲醚加入至上述混合液中，搅匀，再升温至85-120℃，保温50-85min；
c)向上述混合液中加入甲酰胺，搅匀，随后降温至40-65℃，保温50-85min；
d)向上述混合液中加入乙酸溶液并保温50-85min。
优选地，可以在相同条件下制备所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液和所述锆钛酸铅前驱体溶液，从而使锆钛酸铅缓冲层与锆钛酸铅薄膜的分子结构相同且晶格匹配良好，有利于改善锆钛酸铅薄膜的介电性能。
在本发明中，可以采用本领域常规方法进行所述沉积，沉积方法例如可以包括：将所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液或所述锆钛酸铅前驱体溶液在800-900转/分钟下匀胶10-15秒，再在2600-3000转/分钟下甩膜20-30秒。上述方式能够使所述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液和所述锆钛酸铅前驱体溶液均匀覆盖在所述衬底上。
本发明的衬底可为常规衬底，例如pt/ti/sio2/si衬底；可以通过在si衬底上以热氧化等常规方法形成sio2层，然后以溅射等常规方法在sio2层上形成ti层和pt层，制得上述pt/ti/sio2/si衬底。
在本发明的具体方案中，所述热处理包括：先在120-200℃下干燥4-8分钟；然后在300-450℃下热分解4-8分钟；再在600-650℃退火处理10-15分钟。在上述条件下进行热处理，可以使锆钛酸铅薄膜形成致密的钙钛矿结构，有利于保证锆钛酸铅薄膜的介电性能。
本发明对锆钛酸铅缓冲层和锆钛酸铅薄膜的目标厚度不作严格限制，可根据实际需要合理选择，锆钛酸铅缓冲层的目标厚度可以为200纳米左右；锆钛酸铅薄膜的目标厚度可以为1微米左右。具体地，在步骤3)之前，可以重复步骤2)，直至得到具有上述目标厚度的锆钛酸铅缓冲层；并且，可以重复步骤4)，直至得到具有上述目标厚度的锆钛酸铅薄膜。
本发明还提供一种锆钛酸铅薄膜，按照上述任一所述的制备方法制得。
进一步地，本发明的锆钛酸铅薄膜为钙钛矿结构；(100)晶向取向度＞82％，进一步>88％；本发明的锆钛酸铅薄膜的相对介电常数>1438，进一步>1548，更进一步>1571；介电损耗<0.064。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本发明的制备方法无需蒸馏，采用硝酸锆代替正丙醇锆，可简化操作过程；特别是，通过特定的缓冲层工艺保证了锆钛酸铅薄膜致密的钙钛矿结构，改善锆钛酸铅薄膜的介电性能。
2、本发明的制备方法无需使用溅射或其他镀膜设备，通过采用溶胶-凝胶法制备锆钛酸铅缓冲层和锆钛酸铅薄膜，可缩短制备周期、降低制造成本；特别是，通过在制备锆钛酸铅缓冲层时进行铅补偿，从而提高了锆钛酸铅薄膜的介电性能。
3、本发明制得的锆钛酸铅薄膜(100)晶向取向度为80％以上，相对介电常数可达1571，介电损耗仅为0.064，薄膜的介电性能优异。
附图说明
图1为实施例1制备的锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线；
图2为实施例1制备的锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图；
图3为实施例1制备的锆钛酸铅薄膜的xrd曲线；
图4为实施例2制备的锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线；
图5为实施例2制备的锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图；
图6为实施例3制备的锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线；
图7为实施例3制备的锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图；
图8为对照例1制备的锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线；
图9为对照例1制备的锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图。
图10为对照例2制备的锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线；
图11为对照例2制备的锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤具体为：
s101、制备锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；
按照铅过量10％进行配料，先将2.9ml钛酸四丁酯溶解于1.7ml乙酰丙酮中，升温至40℃，保温50分钟；然后，依次加入4.02克硝酸锆、7.54克乙酸铅和25ml乙二醇甲醚，搅匀，再升温至85℃，保温50分钟；再加入1.8ml甲酰胺，搅匀，随后降温至40℃，保温50分钟；最后加入12ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温50分钟，得到浓度为3.0mol/l左右的化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.1：0.52：0.48：0.7：1.8。
s102、缓冲层的沉积及热处理；
将上述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液先经800转/分钟均胶10秒，再经2600转/分钟匀胶甩膜20秒沉积在pt/ti/sio2/si衬底上。
将沉积在衬底上的湿膜在120℃下热烘4分钟，再在300℃下热分解4分钟，最后在600℃下退火10分钟，得到单层层厚为50纳米左右的锆钛酸铅单层缓冲层。
重复上述步骤s102四次，制备得到厚度为200纳米左右的锆钛酸铅缓冲层。
s103、制备锆钛酸铅前驱体溶液；
按照铅过量20％进行配料，先将2.9ml钛酸四丁酯溶解于1.7ml乙酰丙酮中，升温至40℃，保温50分钟；然后，依次加入4.02克硝酸锆、10.51克乙酸铅和25ml乙二醇甲醚，搅匀，再升温至85℃，保温50分钟；再加入1.8ml甲酰胺，搅匀，随后降温至40℃，保温50分钟；最后加入12ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温50分钟，得到浓度为0.30mol/l左右的锆钛酸铅前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.2：0.52：0.48：0.7：1.8。
s104、锆钛酸铅薄膜的沉积及热处理。
将上述锆钛酸铅前驱体溶液先经800转/分钟均胶10秒，再经2600转/分钟匀胶甩膜20秒沉积在上述锆钛酸铅缓冲层上。
将沉积在锆钛酸铅缓冲层上的湿膜在120℃下热烘4分钟，再在300℃下热分解4分钟，最后在600℃下退火10分钟，得到单层层厚为50纳米左右的锆钛酸铅单层薄膜。
重复上述步骤s104二十次，制备得到厚度为1微米左右的锆钛酸铅薄膜。
上述锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线见图1；其中，锆钛酸铅薄膜的介电常数按公式(1)计算：
式(1)中，εr为相对介电常数，c为锆钛酸铅薄膜两端的电容，d为锆钛酸铅薄膜的厚度，ε0为真空介电常数，α为锆钛酸铅薄膜的电极面积；经计算，上述锆钛酸铅薄膜在频率为0.1khz时，相对介电常数为1548.50，介电损耗为0.065。
上述锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图见图2；由图2可知，上述锆钛酸铅薄膜为钙钛矿结构，且钙钛矿结构致密。
上述锆钛酸铅薄膜的xrd曲线见图3；其中，(100)晶向的取向度可按公式(2)计算：
式(2)中，α100为(100)晶向的取向度，i100、i110、i111分别为(100)、(110)、(111)晶向的峰强；经计算，上述锆钛酸铅薄膜(100)晶向的取向度为88.22％。
实施例2
本实施例提供化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤具体为：
s201、制备锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；
按照铅过量25％进行配料，先将6.3ml钛酸四丁酯溶解于3.9ml乙酰丙酮中，升温至55℃，保温70分钟；然后，依次加入8.69克硝酸锆、18.25克乙酸铅和37ml乙二醇甲醚，搅匀，升温至105℃，保温70分钟；再加入3.4ml甲酰胺，搅匀，降温至55℃，保温70分钟；最后加入18ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温70分钟，得到浓度为0.38mol/l左右的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.25：0.52：0.48：0.99：2.22。
s202、缓冲层的沉积及热处理；
将上述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液先经850转/分钟均胶12秒，再经2800转/分钟均胶甩膜25秒沉积在pt/ti/sio2/si衬底上。
将沉积在衬底上的湿膜在160℃下热烘6分钟，再在400℃下热解6分钟，最后在620℃下退火12分钟，得到单层层厚为60纳米左右的锆钛酸铅单层缓冲层。
重复上述步骤s202四次，制备得到厚度为240纳米左右的锆钛酸铅缓冲层。
s203、制备锆钛酸铅前驱体溶液；
按照铅过量20％进行配料，先将6.3ml钛酸四丁酯溶解于3.9ml乙酰丙酮中，升温至55℃，保温70分钟；然后，依次加入8.69克硝酸锆、14.61克乙酸铅和37ml乙二醇甲醚，搅匀，升温至105℃，保温70分钟；再加入3.4ml甲酰胺，搅匀，降温至55℃，保温70分钟；最后加入18ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温70分钟，得到浓度为0.38mol/l左右的锆钛酸铅前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.2：0.52：0.48：0.99：2.22。
s204、锆钛酸铅薄膜的沉积及热处理。
将上述锆钛酸铅前驱体溶液先经850转/分钟均胶12秒，再经2800转/分钟均胶甩膜25秒沉积在上述锆钛酸铅缓冲层上。
将沉积在锆钛酸铅缓冲层上的湿膜在160℃下热烘6分钟，再在400℃下热分解6分钟，最后在620℃下退火12分钟，得到单层层厚为60纳米左右的锆钛酸铅单层薄膜。
重复上述步骤s204十七次，制备得到厚度为1微米左右的锆钛酸铅薄膜。
上述锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线见图4；按照上述公式(1)计算锆钛酸铅薄膜的介电常数，结果表明上述锆钛酸铅薄膜在频率为0.1khz时，相对介电常数为1571.99，介电损耗为0.064。
上述锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图见图5；由图5可知，上述锆钛酸铅薄膜为钙钛矿结构，且钙钛矿结构致密。
此外，按照上述公式(2)计算锆钛酸铅薄膜的(100)晶向的取向度；经计算，上述锆钛酸铅薄膜(100)晶向的取向度为88.07％。
实施例3
本实施例提供化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤具体为：
s301、制备锆钛酸铅缓冲层前驱体溶；
按照铅过量30％进行配料，先将3.2ml钛酸四丁酯溶解于1.8ml乙酰丙酮中，升温至65℃，保温85分钟；然后，依次加入4.37克硝酸锆、9.76克乙酸铅和21ml乙二醇甲醚，搅匀，升温至120℃，保温85分钟；再加入1.9ml甲酰胺，搅匀，降温至65℃，保温85分钟；最后加入16ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温85分钟，得到浓度为0.48mol/l左右的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.3：0.52：0.48：1.2：2.4。
s302、缓冲层的沉积及热处理；
将上述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液先经900转/分钟均胶15秒，再经3000转/分钟均胶甩膜30秒沉积在pt/ti/sio2/si衬底上。
将沉积在衬底上的湿膜在180℃下热烘去水分8分钟，再在450℃下热解8分钟，最后在650℃下退火15分钟，得到单层层厚为75纳米左右的锆钛酸铅单层缓冲层。
重复上述步骤s302三次，制备得到厚度为225纳米左右的锆钛酸铅缓冲层。
s303、制备锆钛酸铅前驱体溶液；
按照铅过量20％进行配料，先将3.2ml钛酸四丁酯溶解于1.8ml乙酰丙酮中，升温至65℃，保温85分钟；然后，依次加入4.37克硝酸锆、6.51克乙酸铅和21ml乙二醇甲醚，搅匀，升温至120℃，保温85分钟；再加入1.9ml甲酰胺，搅匀，降温至65℃，保温85分钟；最后加入16ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温85分钟，得到浓度为0.48mol/l左右的锆钛酸铅前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.2：0.52：0.48：1.2：2.4。
s304、锆钛酸铅薄膜的沉积及热处理。
将上述锆钛酸铅前驱体溶液先经900转/分钟均胶15秒，再经3000转/分钟匀胶甩膜30秒沉积在锆钛酸铅缓冲层上。
将沉积在锆钛酸铅缓冲层上的湿膜在180℃下热烘去水分8分钟，再在450℃下热解8分钟，最后在650℃下退火15分钟，得到单层层厚为75纳米左右的锆钛酸铅单层薄膜。
重复上述步骤s304十三次，制备得到厚度为1微米左右的锆钛酸铅薄膜。
上述锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线见图6；按照上述公式(1)计算锆钛酸铅薄膜的介电常数；结果表明上述锆钛酸铅薄膜在频率为0.1khz时，相对介电常数为1438.30，介电损耗为0.065。
上述锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图见图7；由图7可知，上述锆钛酸铅薄膜为钙钛矿结构，且钙钛矿结构致密。
此外，按照上述公式(2)计算锆钛酸铅薄膜的(100)晶向的取向度；经计算，上述锆钛酸铅薄膜(100)晶向的取向度为82.23％。
对照例1
本对照例提供化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤具体为：
1、制备锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；
按照铅不过量进行配料，先将5.1ml钛酸四丁酯溶解于2.2ml乙酰丙酮中，升温至55℃，保温65分钟；然后，依次加入6.75克硝酸锆、12.83克乙酸铅和33ml乙二醇甲醚，升温至100℃，保温65分钟；再加入2.3ml甲酰胺，降温至55℃，保温65分钟；最后加入14ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温65分钟，得到浓度为0.45mol/l左右的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1：0.52：0.48：1.07：2.21。
2、缓冲层的沉积及热处理；
将上述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液先经850转/分钟均胶12秒，再经2800转/分钟均胶甩膜25秒沉积在pt/ti/sio2/si衬底上。
将沉积在衬底上的湿膜在120℃下热烘去水分5分钟，再在400℃下热解5分钟，最后在600℃下退火12分钟，得到单层层厚为75纳米左右的锆钛酸铅单层缓冲层。
重复上述步骤2三次，制备得到厚度为225纳米左右的锆钛酸铅缓冲层。
3、制备锆钛酸铅前驱体溶液；
按照铅过量10％进行配料，先将5.1ml钛酸四丁酯溶解于2.2ml乙酰丙酮中，升温至55℃，保温65分钟；然后，依次加入6.75克硝酸锆、12.83克乙酸铅和33ml乙二醇甲醚，升温至100℃，保温65分钟；再加入2.3ml甲酰胺，降温至55℃，保温65分钟；最后加入14ml质量含量为36％的乙酸溶液，保温65分钟，得到浓度为0.45mol/l左右的锆钛酸铅前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.1：0.52：0.48：1.07：2.21。
4、锆钛酸铅薄膜的沉积及热处理。
将上述锆钛酸铅前驱体溶液先经850转/分钟均胶12秒，再经2800转/分钟均胶甩膜25秒沉积在锆钛酸铅缓冲层上。
将沉积在缓冲层上的湿膜在120℃下热烘去水分5分钟，再在400℃下热解5分钟，最后在600℃下退火12分钟，得到单层层厚为75纳米左右的锆钛酸铅单层薄膜。
重复上述步骤4十三次，制备得到厚度为1微米左右的锆钛酸铅薄膜。
上述锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线见图8。按照公式(1)计算锆钛酸铅薄膜的介电常数；结果表明上述锆钛酸铅薄膜在频率为0.1khz时，相对介电常数为976.30，介电损耗为0.094。
上述锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图见图9。由图9可知，上述锆钛酸铅薄膜为疏松的焦绿石结构。
对照例2
本对照例提供化学式为pb(zr0.52ti0.48)o3的锆钛酸铅薄膜的制备方法，步骤具体为：
1、制备锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；
按照铅过量15％进行配料，先将6.17克乙酸铅、5.1ml钛酸四丁酯和3.32克硝酸锆溶解于16ml乙二醇甲醚中，随后升温至70℃，保温80分钟；然后加入1.7ml乙酰丙酮和1.4ml甲酰胺，随后升温至90℃，保温80分钟；最后加入13ml质量含量为36％的乙酸溶液，随后降温至70℃，保温80分钟，得到浓度为0.37mol/l左右的锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.15：0.52：0.48：0.81：1.85。
2、缓冲层的沉积及热处理；
将上述锆钛酸铅缓冲层前驱体溶液先经880转/分钟均胶12秒，再经3000转/分钟均胶甩膜25秒沉积在pt/ti/sio2/si衬底上。
将沉积在衬底上的湿膜在120℃下热烘去水分6分钟，再在400℃下热解6分钟，最后在600℃下退火15分钟，得到单层层厚为60纳米左右的锆钛酸铅单层缓冲层。
重复上述步骤2四次，制备得到厚度为240纳米左右的锆钛酸铅缓冲层。
3、制备锆钛酸铅前驱体溶液；
按照铅过量20％进行配料，先将6.44克乙酸铅、5.1ml钛酸四丁酯和3.32克硝酸锆溶解于16ml乙二醇甲醚中，随后升温至70℃，保温80分钟；然后加入1.7ml乙酰丙酮和1.4ml甲酰胺，随后升温至90℃，保温80分钟；最后加入13ml质量含量为36％的乙酸溶液，随后降温至70℃，保温80分钟，得到浓度为0.37mol/l左右的锆钛酸铅前驱体溶液；其中，乙酸铅、硝酸锆、钛酸四丁酯、乙酰丙酮和甲酰胺之间的摩尔比1.2：0.52：0.48：0.81：1.85。
4、锆钛酸铅薄膜的沉积及热处理。
将上述锆钛酸铅前驱体溶液先经850转/分钟均胶12秒，再经2800转/分钟均胶甩膜25秒沉积在锆钛酸铅缓冲层上。
将沉积在缓冲层上的湿膜在120℃下热烘去水分6分钟，再在400℃下热解6分钟，最后在600℃下退火15分钟，得到单层层厚为60纳米左右的锆钛酸铅单层薄膜。
重复上述步骤4十七次，制备得到厚度为1微米左右的锆钛酸铅薄膜。
上述锆钛酸铅薄膜的介电频谱曲线见图10。按照公式(1)计算锆钛酸铅薄膜的介电常数；结果表明上述锆钛酸铅薄膜在频率为0.1khz时，相对介电常数为896.01，介电损耗为0.028。
上述锆钛酸铅薄膜的横截面场发射扫描电镜图见图11。由图11可知，上述锆钛酸铅薄膜结晶不致密，存在部分焦绿石结构。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。