钛酸锶钡薄膜材料材料包括金属基片，特别是金属基片上依次覆有Ba0.2~0.6Sr0.8~0.4TiO3种子层和BaXSr1-XTiO3薄膜。

• 中文名 钛酸锶钡薄膜材料
• 外文名 Barium strontium titanate thin films
• 英文简称 BST
• 制备材料 醋酸钡、醋酸锶、钛酸丁脂等
• 制备方法 物理气相沉积

制备方法

　　方法包括用常规方法获得金属基片，特别是按照Ba0.2~0.6Sr0.8~0.4TiO3的成分比，将醋酸钡、醋酸锶、三氟乙酸、乙酰丙酮和钛酸丁脂先后混合得到种子层前驱胶体，再将该胶体置于金属基片上，经甩膜、热解、退火得到种子层;按照BaXSr1-XTiO3(0≤X≤1)的成分比，将醋酸钡、醋酸锶、钛酸丁脂和甲醇先后混合得到钛酸锶钡前驱胶体;再将此前驱胶体置于覆有种子层的金属基片上，经甩膜、热解和退火得到BaXSr1-XTiO3薄膜;重复得到薄膜的步骤，直至获得所需厚度的BaXSr1-XTiO3薄膜，从而制得高度取向的钛酸锶钡薄膜材料。它既适合后续钇钡铜氧薄膜的生长，也可直接应用于动态随机存储器中。

钛酸锶钡概述

　　钛酸锶钡 (Ba1-xSrxTiO3，BST)可归为BaTiO3 (BTO) 和SrTiO3 (STO) 的固溶体。BTO为铁电材料，其居里温度约为 120C，随着STO含量的增加，BST的居里温度逐渐降低，从 400K降低至 30K。在室温下，当x<0.3 时，BST为铁电相，反之为顺电相。在居里温度以上，BST为顺电相，属立方晶系，空间群Pm3m;在居里温度以下为铁电相，属四方晶系，空间群P4mm，BST是典型的钙钛矿型铁电材料。

　　在对 BST 材料的介电性能的研究中发现，BST 不仅具有高的介电常数，适用于 DRAM，而且还可通过外加电场来调节其介电常数，即具有介电常数的电场非线性，此性能为发展一系列微波器件提供可能，如:移相器、可调滤波器、退藕电容等。

薄膜制备及性能表征

　　薄膜的制备方法主要分为:物理气相沉积 (PVD)，包括溅射 (sputtering)、激光脉冲沉积 (PLD)、分子束外延 (MBE)等;和化学气相沉积 (CVD)，包括金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、溶胶凝胶 (sol-gel)等。这几种制备方法各有其自身的优缺点:

溅射法

　　溅射法:可分为磁控溅射和离子束溅射，其优点是能够以较低的成本制备工业应用的大面积薄膜; 制膜不仅可使用陶瓷靶材，也可在氧气氛中使用金属或合金的靶材进行反应溅射获得所需薄膜。其缺点是，在溅射过程中各组元的挥发性差别很大，膜的成分和靶的成分有较大的偏差，而且偏差的大小随工艺条件而异，这使工艺的摸索和稳定较为困难。

脉冲激光沉积法

　　脉冲激光沉积法:PLD 方法的基本原理是利用经过聚焦而具有很高能流密度的紫外脉冲激光照射靶材，产生激光等离子体，最终在衬底上沉积成膜。其最大优点是膜的化学成分和靶的化学成分很接近，因而易于获得成分可严格控制的膜。它特别适合于制备高熔点、多组分的氧化物薄膜和异质结构。其缺点是膜表面上常有细微液滴凝固形成的颗粒状突起而使表面质量不甚理想，也不易于制备大面积薄膜。

分子束外延

　　分子束外延:MBE 是利用分子束或原子束在超高真空系统中进行外延生长的。在生长过程中，可对生长环境和薄膜组成及结构进行原位监测和控制，因而可获得高纯、厚度可控的超薄膜，特别适用于外延单晶膜和超晶格的制备，成为目前制备半导体超薄膜、多层量子结构、超晶格的主要手段之一。

溶胶-凝胶法

　　溶胶-凝胶法:sol-gel 的基本原理是将薄膜各组元的醇盐溶于某种溶剂中反应产生复醇盐，然后加入水和催化剂使其水解并依次转变为溶胶和凝胶，可用甩胶法，经干燥、烧结制成所需薄膜。该方法的优点是可获得分子水平的均匀膜，设备简单，成本低，可制备大面积薄膜;缺点是膜的致密性差，常有针孔等缺陷导致漏电流，表面平整度也不太理想。

化学气相沉积法

　　化学气相沉积法:其特点是在材料进行化学反应合成的同时成膜，其中以金属有机物化学气相沉积 (MOCVD) 的用途最广。这种方法可以制备面积较大、结构致密、结晶性能良好的薄膜，包括外延单晶膜。其缺点是对于许多的氧化物材料， 所需的具有足够高饱和蒸汽压的金属有机物前驱体难以合成，因而影响了该技术的充分发挥。