CN110444397A - 一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器及其制备方法，制备方法为：分别将有机铁电薄膜的上下表面与上电极和下平板金属电极复合，有机铁电薄膜与上电极复合是通过设计上电极图案后，采用金属导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为30～90°实现的；最终制得的电容器包括上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成。本发明的制备方法简单、成本较低；制得的电容器具有优良的极化性能。

Description

一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器及其制备方法
技术领域
本发明属于电子器件技术领域，涉及一种电容器，特别涉及一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器及其制备方法。
背景技术
电容器，顾名思义，是装电的容器，是一种容纳电荷的器件，英文名称：capacitor，电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面，在集成电路中有着不可替代的作用。随着电子信息技术的日新月异，数码电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，带动了电容器产业增长，同时对于电容器器件的性能也提出了更高的要求。
有机铁电薄膜电容器作为一种特殊的电容器也被大量使用，目前市场上存在的有机铁电薄膜电容器，当薄膜厚度小于100nm的时候，电容器的性能强烈依赖于电极结构，而一些平板电极结构的薄膜电容器，很容易造成铁电薄膜的界面效应，导致电容器的极化性能急剧下降。
因此，研究一种可以最大限度避免界面效应，获得较好极化性能的有机铁电薄膜电容器具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的有机铁电薄膜电容器界面效应所致极化性能较差的问题，提供一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，包括上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，X和Y方向的夹角为30～90°。
本发明通过改进有机铁电薄膜电容器的上电极层结构提高了有机铁电薄膜电容器的极化性能，现有技术中有机铁电薄膜电容器的上电极层结构为平板结构，容易形成寄生层，进而导致有机铁电薄膜电容器的极化性能较差，本发明的有机铁电薄膜电容器的上电极层结构为线电极结构，由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，X和Y方向的夹角为30～90°。
上电极层的铁电极化强度Pr的计算公式如下：
式中，δ是用来描述退极化场的影响的参数，其取值与上电极层结构相关，一个大的δ值则意味着退极化场对极化强度有着很大的抑制作用，能够降低极化强度值；反之，则反；Pr*表示在有机铁电薄膜电容器中，当退极化场被电荷完全补偿(δ＝0)时的最大铁电极化强度值，当退极化场没有发生任何的电荷补偿时，即δ＝4.7时，极化强度大约降低了最大值的18％；
从上式可知，为了能够维持极化性能的稳定，保持足够的极化强度值，补偿电荷的存在是必要的，因为补偿电荷的存在能够降低退极化场对极化强度的影响，线电极结构相对于平板结构的特殊之处在于：其为非连续结构，且面积远小于平板结构，因此线电极结构相对于平板结构会使得有机铁电薄膜的自由电荷数量更多，此外，线电极结构的非连续性会导致寄生层结构的非连续性，寄生层之间会存在大量的间隙，电荷能够很容易通过寄生层从而补偿退极化场，得到一个相对较小的δ，大大地降低了退极化场对极化性能的影响。
本发明的线电极结构的有机铁电薄膜电容器的上电极层中多条沿X方向平行排列的线性金属电极与多条沿Y方向平行排列的线性金属电极相互交叉，上电极层中各线性金属电极作为接触电极，下平板金属电极层作为电极参考，从而使得在中间有机铁电薄膜层上施加极化电压成为可能。有机铁电薄膜将起到记忆单元的作用，有机铁电薄膜如聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)P(VDF-TrFE)等高分子材料本身具有“电路”的功能，上电极层中线性金属电极的各个交叉点都将起到存储单元的作用，能够通过极化中间有机铁电薄膜层来存储一位数据，只需在X方向和Y方向上选择匹配的线性金属电极就可以很容易地定位某个交叉点。随着外加电场对聚合物链的影响越来越多，交叉点中的有效极化随开关反转数量的增加而增加。通过使每个交叉点在一个称为“初始化”的过程中经受约104次交流电压，交叉点的性能达到最大化。线性金属电极之间的每个交叉点将能够通过极化中间有机铁电薄膜层来存储一位数据，通过这种配置，简单地选择两个方向上的匹配条纹，可以很容易地定位交叉点，并且具有多层交叉点的结构将提供更高的存储密度，在复合结构中，取决于交叉点是位于所讨论的电极之上还是之下，其交叉点性能达到最大化，极化性能也增大到最大。相对于上电极层仅由多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的有机铁电薄膜电容器，本发明的有机铁电薄膜电容器为基于聚合物的信息存储系统，多层交叉构成三维存储结构，具有工艺简单、存储密度高、存-读速度快、成本低、耗能低等诸多优点，可以广泛应用于计算机中央处理器、数字照相机、移动电话、多媒体、智能卡等领域，有着重大的经济效益。
作为优选的方案：
如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，即多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极也可以非等间距排列，等间距排列更符合器件设计理念、人工美学角度和自然界规律；多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，即多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相同，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度也可以不相等。
如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离，也可不等于；多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，也可以不等于。
如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，也可以不等于。
如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为150～300nm，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离设置于此是为了与有机铁电薄膜层的厚度相互匹配，保证有机铁电薄膜电容器的性能最优，本发明的保护范围不限于此，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离还可根据需要进行适应性调整。本发明的有机铁电薄膜电容器电极结构，可以设计沿相同或不同方向平行排列的线性金属电极之间的间距，以及线性金属电极的宽度与相邻两线性金属电极之间的距离进行适应性调整，可以设计为150～300nm之间甚至是可以达到的精度范围的任意数值的匹配。
如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层的厚度取值范围90～120nm、25～90nm和90～120nm；上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层的材质分别为铂、聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和铂，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为50～70:30～50的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物。
本发明还提供了一种制备如上所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的方法，分别将有机铁电薄膜的上下表面与上电极和下平板金属电极复合，有机铁电薄膜与上电极复合是通过设计上电极图案后，采用金属导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为30～90°实现的。目前喷墨打印采用技术主要有两种：连续式喷墨技术与随机式喷墨技术。早期的喷墨打印以及当前大幅面的喷墨打印都是采用连续式喷墨技术。连续喷墨技术以电荷调制型为代表，需要在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印，而且面积相对较宽，故而采用连续喷墨打印。
作为优选的方案：
如上所述的方法，有机铁电薄膜是采用溶胶-凝胶法制得的。
如上所述的方法，有机铁电薄膜与上电极和下平板金属电极复合前还经退火处理，退火处理的温度为120～130摄氏度，时间为1～2小时。
如上所述的方法，有机铁电薄膜与下平板金属电极复合是通过采用金属导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
有益效果：
(1)本发明的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，相比于全平板电极铁电薄膜电容器，在使用的过程中，由于线电极结构，铁电薄膜电容器的极化性能得到改善，极大提高电容器的极化性能，延长了器件的使用寿命，非常适合在电子产业上使用；
(2)本发明的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，加工工艺简单，且成本较低，对于大面积一次性印刷电子器件产业化具有极大的推广价值。
附图说明
图1～2为本发明实施例1的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的结构示意图；
图3为本发明实施例1与对比例1～3的有机铁电薄膜电容器的极化性能对比示意图；
其中，1-上电极层，1.1-多条沿X方向平行排列的线性金属电极，1.2-多条沿Y方向平行排列的线性金属电极，2-中间有机铁电薄膜层，3-下平板金属电极层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，步骤如下：
(1)以聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物为原料采用溶胶-凝胶法制得厚度为50nm的有机铁电薄膜，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为70:30的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物；
(2)对有机铁电薄膜进行退火处理，退火处理的温度为130摄氏度，时间为1小时；
(3)将有机铁电薄膜的上表面与厚度为90nm的上电极复合，具体是通过设计上电极图案后，采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条(8条)沿X方向平行排列的线性金属电极和多条(7条)沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为90°实现的；
(4)将有机铁电薄膜的下表面与厚度为90nm的下平板金属电极复合，具体是通过采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
最终制得的线电极结构的有机铁电薄膜电容器如图1～2所示，由上电极层1、中间有机铁电薄膜层2和下平板金属电极层3组成，上电极层1由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极1.2组成，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极1.2等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1的宽度相等，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极1.2的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极1.2中相邻两线性金属电极之间的距离，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极1.2中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极1.1中相邻两线性金属电极之间的距离为250nm。
对比例1
一种有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于上电极层为平板铂电极。
将实施例1与对比例1的电容器的极化性能进行对比，如图3所示，在驱动电压为1～15V的条件下，实施例1的电容器的极化性能始终比对比例1的好，这是因为有机铁电薄膜电容器具有线电极结构时，电容器的极化性能较好，有提高电子器件性能的潜力。
对比例2
一种有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于上电极层仅含多条沿X方向平行排列的线性金属电极，不含多条沿Y方向平行排列的线性金属电极。
将实施例1与对比例2的电容器的极化性能进行对比，如图3所示，在驱动电压为1～15V的条件下，实施例1的电容器的极化性能始终比对比例2的好，这是因为重叠区域，即有效区域，覆盖不同的线宽，实施例1的有效区域达到最大线宽，每个单元的整体外观看起来非常对称，因此，极化性能始终比对比例2中沿X方向平行排列的线性金属电极的好，能极大提高电子器件性能。
对比例3
一种有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例1，不同之处在于上电极层仅含多条沿Y方向平行排列的线性金属电极，不含多条沿X方向平行排列的线性金属电极。
将实施例1与对比例3的电容器的极化性能进行对比，如图3所示，在驱动电压为1～15V的条件下，实施例1的电容器的极化性能始终比对比例3的好，这是因为重叠区域，即有效区域，覆盖不同的线宽，实施例1的有效区域达到最大线宽，每个单元的整体外观看起来非常对称，因此，极化性能始终比对比例3中沿Y方向平行排列的线性金属电极的好，能极大提高电子器件性能。
实施例2
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，步骤如下：
(1)以聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物为原料采用溶胶-凝胶法制得厚度为25nm的有机铁电薄膜，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为60:40的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物；
(2)对有机铁电薄膜进行退火处理，退火处理的温度为125摄氏度，时间为1.5小时；
(3)将有机铁电薄膜的上表面与厚度为105nm的上电极复合，具体是通过设计上电极图案后，采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条(7条)沿X方向平行排列的线性金属电极和多条(8条)沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为30°实现的；
(4)将有机铁电薄膜的下表面与厚度为90nm的下平板金属电极复合，具体是通过采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
最终制得的线电极结构的有机铁电薄膜电容器由上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层组成，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为150nm。
实施例3
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，步骤如下：
(1)以聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物为原料采用溶胶-凝胶法制得厚度为74nm的有机铁电薄膜，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为50:50的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物；
(2)对有机铁电薄膜进行退火处理，退火处理的温度为120摄氏度，时间为2小时；
(3)将有机铁电薄膜的上表面与厚度为120nm的上电极复合，具体是通过设计上电极图案后，采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条(9条)沿X方向平行排列的线性金属电极和多条(8条)沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为60°实现的；
(4)将有机铁电薄膜的下表面与厚度为120nm的下平板金属电极复合，具体是通过采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
最终制得的线电极结构的有机铁电薄膜电容器由上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层组成，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为300nm。
实施例4
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，步骤如下：
(1)以聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物为原料采用溶胶-凝胶法制得厚度为46nm的有机铁电薄膜，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为70:30的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物；
(2)对有机铁电薄膜进行退火处理，退火处理的温度为130摄氏度，时间为1小时；
(3)将有机铁电薄膜的上表面与厚度为90nm的上电极复合，具体是通过设计上电极图案后，采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条(10条)沿X方向平行排列的线性金属电极和多条(9条)沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为90°实现的；
(4)将有机铁电薄膜的下表面与厚度为120nm的下平板金属电极复合，具体是通过采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
最终制得的线电极结构的有机铁电薄膜电容器由上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层组成，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为150nm。
实施例5
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，步骤如下：
(1)以聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物为原料采用溶胶-凝胶法制得厚度为90nm的有机铁电薄膜，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为50:50的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物；
(2)对有机铁电薄膜进行退火处理，退火处理的温度为120摄氏度，时间为2小时；
(3)将有机铁电薄膜的上表面与厚度为120nm的上电极复合，具体是通过设计上电极图案后，采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条(8条)沿X方向平行排列的线性金属电极和多条(7条)沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为30°实现的；
(4)将有机铁电薄膜的下表面与厚度为90nm的下平板金属电极复合，具体是通过采用铂导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
最终制得的线电极结构的有机铁电薄膜电容器由上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层组成，上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为300nm。
实施例6
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例5，不同之处在于：多条沿X方向平行排列的线性金属电极非等间距排列，间距范围为150～200nm，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极非等间距排列，间距范围为200～250nm，多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，为300nm，多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等，为300nm。
实施例7
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例6，不同之处在于：多条沿X方向平行排列的线性金属电极的宽度不相等，宽度范围为200～300nm。
实施例8
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例7，不同之处在于：多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度不相等，宽度范围为150～200nm。
实施例9
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例6，不同之处在于：多条沿X方向平行排列的线性金属电极等间距排列，间距为300nm。
实施例10
一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的制备方法，基本同实施例6，不同之处在于：多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列，间距为300nm。

Claims (10)

1.一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，包括上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层，其特征是：上电极层由位于同一平面且交错成网状结构的多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极组成，X和Y方向的夹角为30～90°。
2.根据权利要求1所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，其特征在于，多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极等间距排列；多条沿X方向平行排列的线性金属电极或多条沿Y方向平行排列的线性金属电极的宽度相等。
3.根据权利要求2所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，其特征在于，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离；多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度等于多条沿Y方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度。
4.根据权利要求3所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，其特征在于，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离等于多条沿X方向平行排列的线性金属电极中各线性金属电极的宽度。
5.根据权利要求4所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，其特征在于，多条沿X方向平行排列的线性金属电极中相邻两线性金属电极之间的距离为150～300nm。
6.根据权利要求1所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器，其特征在于，上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层的厚度取值范围分别为90～120nm、25～90nm和90～120nm；上电极层、中间有机铁电薄膜层和下平板金属电极层的材质分别为铂、聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物和铂，其中，聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物是由摩尔比为50～70:30～50的偏氟乙烯和三氟乙烯合成的共聚物。
7.制备如权利要求1～6任一项所述的一种线电极结构的有机铁电薄膜电容器的方法，分别将有机铁电薄膜的上下表面与上电极和下平板金属电极复合，其特征是：有机铁电薄膜与上电极复合是通过设计上电极图案后，采用金属导电墨水在有机铁电薄膜表面同时喷墨打印多条沿X方向平行排列的线性金属电极和多条沿Y方向平行排列的线性金属电极，并控制X和Y方向的夹角为30～90°实现的。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，有机铁电薄膜是采用溶胶-凝胶法制得的。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，有机铁电薄膜与上电极和下平板金属电极复合前还经退火处理，退火处理的温度为120～130摄氏度，时间为1～2小时。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，有机铁电薄膜与下平板金属电极复合是通过采用金属导电墨水在有机铁电薄膜表面喷墨打印下平板金属电极实现的。
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