【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铁电薄膜材料与元器件领域，具体涉及一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、脉冲功率技术广泛应用于激光技术、核技术、加速器、电子束等。而脉冲功率电容器是脉冲功率设备的一个关键部件，能在很短的时间内传送大量的能量。而储能技术是脉冲功率设备的关键。相比其他储存能量的器件，铁电薄膜电容器具有充放电速度快，储能密度和储能效率较高的优势。因此更适合将铁电薄膜电容器应用在脉冲功率器件中。
2、薄膜材料具有介电常数高，铁电性好，制备工艺稳定，适合大规模生产应用等优势，因此受到了人们的重点关注。同时相较于块体储能材料，薄膜材料易于制备，便于集成，体积小、厚度较小、驱动电压小。在低电压下就可以获得较大的电场，因此薄膜材料更优于块体材料。但目前在室温附近可应用的薄膜电容器较少。铅基薄膜材料具有优异的电学性能，其中pbsc0.5ta0.5o5薄膜材料在居里温度具有优异的电学性能。但其在较低电场下的储能性能有待提升，这限制了该材料在薄膜电容器中的应用场景。因此，寻找一种制备方法简单且成本低的可在室温附近就具有较好优异储能性能的铁电薄膜是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对上述存在问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种室温下一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，本专利技术提供的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜具有优异的室温储能性能。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法。>
3、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，所述钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，自下而上依次包括衬底(1)、叠层复合薄膜(2)以及导电电极，其中，所述叠层复合薄膜(2)由钽钪酸铅薄膜(21)和钛酸锶薄膜(22)交替复合而成。
4、优选的方案，所述衬底(1)为pt(111)/ti/sio2/si复合衬底，其自上而下分别为pt，ti，sio2，si。
5、本专利技术还提供一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，将钽钪酸铅前驱体溶胶滴加到衬底上，在匀胶机上第一次匀胶处理，得到湿膜a，将湿膜a第一次干燥热解后进行第一次退火处理获得钽钪酸铅薄膜，钛酸锶前驱体溶胶滴加到钽钪酸铅薄膜上，在匀胶机上第二次匀胶处理，得到湿膜b，将湿膜b第二次干燥热解后进行第二次退火处理获得钛酸锶薄膜，重复上述过程，即得叠层复合薄膜。
6、优选的方案，所述钽钪酸铅前驱体溶胶的配取过程为，将硝酸钪、乙二醇甲醚、乙酸铅、浓硝酸、乙氧基钽和乙醇胺进行混合获得浓度为0.2～0.4mol/l的钽钪酸铅溶胶，然后陈化处理即得。
7、在实际操作过程中，预设计量比为pbsc0.5ta0.5o5的化学计量比，且乙酸铅的用量在化学计量比的基础上过量10-18wt％。
8、优选的方案，所述第一次匀胶处理的过程为，在转速4000～6000r/min下匀胶30～60s。
9、优选的方案，所述第一次干燥热解的过程为，先于160～200℃保温2～4min，再于300～600℃保温5～10min。
10、优选的方案，所述第一次退火处理的过程为，以15～25℃/min升到450～550℃保温3～8min，再以20～30℃/min升到750～850℃保温3～8min随炉降温到100℃以下。
11、优选的方案，所述钛酸锶前驱体溶胶的配取过程为，将乙二醇甲醚、乙酸、乙酰丙酮、乙酸锶和钛酸四丁酯进行混合，得到0.15～0.25mol/l的钛酸锶溶胶，陈化处理即得。
12、优选的方案，所述第二次匀胶处理的过程为，在转速4000～6000r/min下匀胶30～60s。
13、优选的方案，所述第二次干燥热解的过程为，先于160～200℃保温2～4min，再于300～600℃保温5～10min。
14、优选的方案，所述第二次退火处理的过程为，以10～20℃/min升到700～800℃保温3～8min，随炉降温到100℃以下。
15、优选的方案，利用离子溅射仪在得到的叠层复合薄膜上溅射导电的大电极和小电极。
16、本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
17、本申请实施例方法制备得到的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜不仅具有击穿电场大、介电常数适中、储能密度大、漏电流密度小、介电损耗小等优点，能满足应用于介电储能领域的性能要求。并且该制备方法具有制备方法简单、工艺简单、设备成本低、可大规模制备等优势，符合工业生产需求。
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1.一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，其特征在于：所述钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，自下而上依次包括衬底(1)、叠层复合薄膜(2)以及导电电极，其中，所述叠层复合薄膜(2)由钽钪酸铅薄膜(21)和钛酸锶薄膜(22)交替复合而成。
2.根据权利要求1所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，其特征在于：所述衬底(1)为Pt(111)/Ti/SiO2/Si复合衬底，其自上而下分别为Pt，Ti，SiO2，Si。
3.权利要求1或2所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，将钽钪酸铅前驱体溶胶滴加到衬底上，在匀胶机上第一次匀胶处理，得到湿膜A，将湿膜A第一次干燥热解后进行第一次退火处理获得钽钪酸铅薄膜，钛酸锶前驱体溶胶滴加到钽钪酸铅薄膜上，在匀胶机上第二次匀胶处理，得到湿膜B，将湿膜B第二次干燥热解后进行第二次退火处理获得钛酸锶薄膜，重复上述过程，即得叠层复合薄膜。
4.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述钽钪酸铅前驱体溶胶的配取过程为，将硝酸
5.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一次匀胶处理的过程为，在转速4000～6000r/min下匀胶30～60s；
6.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第一次退火处理的过程为，以15～25℃/min升到450～550℃保温3～8min，再以20～30℃/min升到750～850℃保温3～8min随炉降温到100℃以下。
7.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述钛酸锶前驱体溶胶的配取过程为，将乙二醇甲醚、乙酸、乙酰丙酮、乙酸锶和钛酸四丁酯进行混合，得到0.15～0.25mol/L的钛酸锶溶胶，陈化处理即得。
8.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第二次匀胶处理的过程为，在转速4000～6000r/min下匀胶30～60s；
9.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述第二次退火处理的过程为，以10～20℃/min升到700～800℃保温3～8min，随炉降温到100℃以下。
10.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，利用离子溅射仪在得到的叠层复合薄膜上溅射导电的大电极和小电极。
...【技术特征摘要】
1.一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，其特征在于：所述钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，自下而上依次包括衬底(1)、叠层复合薄膜(2)以及导电电极，其中，所述叠层复合薄膜(2)由钽钪酸铅薄膜(21)和钛酸锶薄膜(22)交替复合而成。
2.根据权利要求1所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜，其特征在于：所述衬底(1)为pt(111)/ti/sio2/si复合衬底，其自上而下分别为pt，ti，sio2，si。
3.权利要求1或2所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，将钽钪酸铅前驱体溶胶滴加到衬底上，在匀胶机上第一次匀胶处理，得到湿膜a，将湿膜a第一次干燥热解后进行第一次退火处理获得钽钪酸铅薄膜，钛酸锶前驱体溶胶滴加到钽钪酸铅薄膜上，在匀胶机上第二次匀胶处理，得到湿膜b，将湿膜b第二次干燥热解后进行第二次退火处理获得钛酸锶薄膜，重复上述过程，即得叠层复合薄膜。
4.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述钽钪酸铅前驱体溶胶的配取过程为，将硝酸钪、乙二醇甲醚、乙酸铅、浓硝酸、乙氧基钽和乙醇胺进行混合获得浓度为0.2～0.4mol/l的钽钪酸铅溶胶，然后陈化处理即得。
5.根据权利要求3所述的一种高储能密度的钽钪酸铅与钛酸锶叠层复合薄膜的制备方法...
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