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在储能介质元器件“轻、薄、小”的趋势下,如何提高介质薄膜的击穿强度和储能密度是目前介质薄膜研究领域中的焦点。在传统的BST薄膜介质材料中,由于BST陶瓷材料本征的特性的影响,BST介质薄膜的击穿强度和储能密度仍有待进一步的改善。针对这一问题,本文以Ba0.3Sr0.7TiO3(BST)薄膜为研究对象,通过叠加Ba-Al-B-Si玻璃薄膜来提高BST薄膜的击穿强度和储能密度,期望通过陶瓷和玻璃的复合效应,发挥出玻璃的高击穿特性,从而为BST介质薄膜的击穿和储能性能的改善提供一种新的研究思路和解决方法。研究内容包括sol-gel法合成玻璃薄膜和BST薄膜的制备工艺条件,旋涂法制备叠层薄膜的工艺、玻璃层薄膜厚度对BST叠层薄膜介电性能、击穿性能和储能性能的影响规律等,具体如下:(1)研究水与正硅酸四乙酯的摩尔比值、pH值、有机添加剂对sol-gel法合成Ba-Al-B-Si玻璃态薄膜物相结构的影响,并制备出玻璃态薄膜;(2)研究sol-gel法工艺的pH值、乙酰丙酮、DMF加入量对合成BST物相结构的影响;sol–gel法(3)采用旋涂法并调整旋涂工艺,对BST层与Ba-Al-B-Si玻璃层进行不同的退火处理,成功制备出Ba-Al-B-Si/Ba0.3Sr0.7TiO3叠层复合介质薄膜;在Ba0.3Sr0.7TiO3上叠加Ba-Al-B-Si玻璃层可以发挥出玻璃高击穿强度的特性。与未叠加Ba-Al-B-Si玻璃层的Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜相比,Ba-Al-B-Si/Ba0.3Sr0.7TiO3叠层复合介质薄膜的击穿强度得到显著提高。室温下,在1kHz测试频率下,Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜的击穿强度为145.7kV/mm,Ba-Al-B-Si/Ba0.3Sr0.7TiO3叠层复合介质薄膜的击穿强度为199.8kV/mm,击穿强度提高了37%;复合薄膜击穿强度提高,储能密度得到明显改善。当施加20V直流电压时,BST的储能密度为1.75J/cm3,而Ba-Al-B-Si/Ba0.3Sr0.7TiO3多层复合薄膜的储能密度为3.25J/cm3,储能性能提高86%;由以上研究结果可以得出结论:通过在Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜上叠加Ba-Al-B-Si玻璃薄膜可以显著提高BST薄膜的击穿强度,对BST介质薄膜的储能性能的改善十分显著。