新型PST铁电薄膜的制备及其电性能研究

PST铁电薄膜是一种具有优良铁电、热释电和介电等性能的铁电材料.该材料在红外探测器、红外焦平面阵列、热成像器件、非易失性铁电存储器和大容量电容器等方面具有广泛的应用.PST铁电薄膜的制备方法多种多样,各具优缺点,不同的制备工艺对薄膜的性能有影响.叙述了PST铁电薄膜的制备技术、电性能和在热释电红外探测器方面的应用.     

脉冲激光沉积Ba0.5Sr0.5TiO3、Pb0.5Ba0.5TiO3和Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜及其介电性质

采用脉冲激光沉积法,在Pt／Ti／SiO2／Si基底上分剐制备厚度为350nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)、Pb0.5Ba0.5TiO3(PBT)和Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)薄膜并研究了它们的介电性质。XRD显示,在相同的制备条件下三者具有不同的择优取向,PST具有(110)择优取向,PBT具有(111)择优取向,而BST则是混合取向。SEM显示三者样品表面均匀致密,颗粒尺寸大约在50nm至150nm之间。PST与BST、PBT相比有更高的介电常数,在频率为10kHz时,分别为874、334和355,而损耗都较低,分别为0．0378、0．0316和0．0423,同时PST漏电流也是最小的。测量薄膜的C-V特性扣铁电性能表明室温下BST呈现的是顺电相,PST和PBT则呈铁电相。本文也测量了薄膜在不同频率下的介电温度特性,BST、PBT和PST均表现出频率弥散现象,即随着频率的降低．居里温度降低而介电常数会升高。并测得BST和PST的居里温度分剐为-75和150℃。而PBT的居里温度在250℃以上。本文研究表明：与BST相比较,PBT的介电常数与之相近,漏电流较大;而PST具有高介电常数,较小的漏电流和较大的电容-电压调谐度,在相关半导体器件中的应用将有很大的潜力。     

溅射工艺参数对Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜沉积速率和介电性能的影响

铁电/介电BST(BaxSr1-xTiO3)薄膜在微电子学、集成光学和光电子学等新技术领域有广泛的应用前景.用射频磁控溅射方法制备了厚约700 nm的Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜,采用Al/BST/ITO结构研究了溅射功率、溅射气压、O2/(Ar O2)比和基片温度对上述BST薄膜沉积速率和介电性能的影响,并根据这些结果分析了较优的工艺条件,同时用XRD、XPS和SEM研究了薄膜的晶相、组成和显微结构.     

福建物构所热释电分子晶体材料研究获进展

<正>热释电体是一类具有自发极化的电介质材料,其自发极化强度可以随温度的变化而改变。基于热释电材料所研制的探测器拥有响应速度快、灵敏度高等优点,目前在辐射能检测、红外探测、工业安全监控等领域已经得到广泛的应用。非本征铁电体属于热释电材料的范畴,由于其独特的介电双稳态特性,使得在临界区域可以保持较高的探测品质因子,从而可以应用于制备高性能的探测器件。在国家自然科学优秀青年基金、科技部"973"计划和福建省杰出青年基金等项目的支持下,中国科学院福建物质结构研     

Zr4+B位置换对(Pb0.5Ca0.5)(Fe(0.5)Nb0.5)O3

研究了Zr4+离子B位置换改性对(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷微波介电性能.实验结果表明,(Pb0.5Ca0.5)(Fe0.5Nb0.5)O3(PCFNZ)陶瓷样品呈现单一斜方钙钛矿相结构.随Zr(4+)离子的置换量增加,PCFNZ陶瓷体系的Qr值和晶粒尺寸逐渐减小;介电常数εr随着置换量增加...     

（Pb1-x Srx）TiO3铁电薄膜电滞回线的测试分析

采用磁控溅射法制备了PST薄膜,讨论了其制备工艺并着重对其电滞回线进行了测试分析.从测试结果来看,其饱和极化强度Ps典型值为19.0μC/cm2,剩余极化强度为6.6μC/cm2,矫顽场强为16 kV/cm,热释电系数为10-4量级.表明所制备的PST薄膜具有较好的铁电性能.     

磁控溅射制备(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅 ((Pb1 -xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料 ,其形成铁电相的温度较低 ,且易于和半导体工艺结合 ,应用潜力较大。本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜 ,并初步研究了其介电和铁电特性。结果表明 ,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理 ,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜。其介电特性与测试频率有关 ,试样的饱和极化强度可达 19μC cm2 ,剩余极化强度可达 6 6 μC cm2 ,矫顽场强达 16kV cm ,热释电系数达10 - 4 C m2 ·K量级 ,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性。     

磁控溅射制备(Pb1-xSrx)TiO3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅((Pb1-xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料,其形成铁电相的温度较低,且易于和半导体工艺结合,应用潜力较大.本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜,并初步研究了其介电和铁电特性.结果表明,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜.其介电特性与测试频率有关,试样的饱和极化强度可达19μC/cm2,剩余极化强度可达6.6μC/cm2,矫顽场强达16kV/cm,热释电系数达10-4C/m2*K量级,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性.     

常温高性能PMN-PMS-PZT热释电材料

研究了组分改变对PMN-PMS-PZT(铌锰酸铅-锑锰酸铅-锆钛酸铅)热释电陶瓷材料的相组成、介电性能、热释电性能等方面的影响,并对实验结果进行了分析.实验结果表明:通过改变材料Zr/Ti的比例,在陶瓷介电常数εr和介电损耗tanδ变化不大的情况下,使得热释电系数的峰值向室温附近移动;在Zr/Ti=95/5时,常温(28℃)下介电常数占εr=228.5、介电损耗tanδ=0.23%,热释电系数P=25.5×10-4C/m2℃,探测率优值FD=47.3×10-5Pa-1/2,此类材料符合制作热释电红外探测器的要求.     

磁控溅射制备（Pb1—xSrx）TiO3）系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅（Pb1-xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料,其形成铁电相的温度较低,且易于和半导体工艺结合,应用潜力较大,本采用磁控溅射法制备了PST薄膜,并初步研究了其介电和铁电特性,结果表明,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理,才能使之转谈具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜,其介电特性与测试频率有关,试样的饱和极化强度可达19uC/cm2,剩余极化强度可达6．6uC/cm2,矫顽场强达16kV/cm,热释电系数达10^-4C/m2.K量级,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性。     

(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷研究进展

(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷体系是目前研究最广泛的功能陶瓷材料之一.综述了BNT基无铅压电陶瓷的研究现状,讨论了相关体系的设计方法、铁电性、压电性以及BNT体系的制备方法.分析比较了BNT系压电陶瓷与Pb(Zr,Ti)O3(PZT)压电陶瓷的性能差异以及存在的问题,对BNT基无铅压电陶瓷进行了展望.     

(Na0.5K0.5)NbO3基无铅压电陶瓷的研究

由于钙钛矿结构无铅压电陶瓷具有高的压电性能，已成为无铅压电陶瓷研究的热点．本文综述了钙钛矿结构无铅压电陶瓷（Na0．5K0.5）NbO3的研究进展和趋势．重点从添加第二组元、添加助烧剂、取代改性和制备方法四个方面，归纳和分析了（Na0．5K0.5）NbO3基无铅压电陶瓷的研究开发进展，并对（Na0.5K0.5）NbO3基无铅压电陶瓷今后的研究和发展提出一些建议．     

LiCo0.5Ni0.5 O2的恒流充放电容量模型研究

为研究LiCo0.5Ni0.5O2的充放电容量和电流间模型,用高温固相反应合成了性能优良的LiCo0.5Ni0.5 O2,用一维扩散控制方程Q=Qm-(I2/3·D)·I描述了LiNi0.5Co0.5O2的充放电容量与电流的关系,并用该模型计算了最大可逆容量和扩散系数.恒电流充放电过程的扩散系数和最大可逆容量随循环次数的增加而降低,且与循环次数间存在对数线性关系.     

(Bi0.5Na0.5)TiO3系无铅压电陶瓷研究现状与展望

BNT陶瓷由于具有良好的压电性、高居里温度和烧结过程中无毒、易控制性等优点而倍受青睐.本文介绍了无铅压电陶瓷的研究概况、相变过程及其基本性质、制备工艺,根据已有的研究经验着重对BNT陶瓷掺杂改性进行了探讨,并展望了它的发展前景.     

NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷的烧结特性和压电性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了（1-x）（K0．5Na0．5）NbO3-xLiNbO3无铅压电陶瓷，研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征．制备的（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷为单一的钙钦矿结构，室温下其相结构随LiNbO3含量增加逐渐由正交相向四方相转变，显微结构也由于LiNbO3含量的不同而表现出很大差异．与（K0．5Na0．5）NbO3陶瓷相比，（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷的烧结温度降低，烧结特性得到改善．（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷表现出优越的压电性能，其中0．94（K0．5Na0．5）NbO3—0．06LiNbO3（x=0．06）陶瓷的压电常数d33达到205pC／N，机电耦合系数kp为40．3％，kt达到49．8％．     

柠檬酸盐法制备(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷的研究

用柠檬酸盐法制备了(Bi0．5Na0．5)0．94Ba0．06TiO3陶瓷。陶瓷的体积密度比传统固相法所得陶瓷的体积密度有所增加，可达到98％理论密度。热重-差热(TG-DTA)分析显示，BNBT6陶瓷粉体的柠檬酸盐法合成温度比传统固相合成温度低300℃左右。d33测试表明，陶瓷的d33值可达110pC／N。     

MSnO_3和MSn_（0．5）Zr_（0．5）O_3（M＝Sr，Ba）的水热合

本文利用水热合成方法对ＭＳｎＯ３和ＭＳｎ（０．５）Ｚｒ（０．５）Ｏ３（Ｍ＝Ｓｒ，Ｂａ）的合成进行了研究，并采用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＩＣＰ等方法对产物进行了表征，结果表明：在Ｍ（ＯＨ）２－ＳｎＯ２（或ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２）－ＫＯＨ体系中，当ＫＯＨ／Ｓｎ和ＫＯＨ／（Ｓｎ＋Ｚｒ）≥３０时，２６０℃下晶化５～７天，可获得ＭＳｎＯ３和ＭＳｎ（０．５）Ｚｒ（０．５）Ｏ３纯相，在Ｍ（ＯＨ）２－（ＳｎＯ２＋ＺｒＯ２）－ＫＯＨ－Ｈ２Ｏ体系中，可通过控制介质碱度来获得ＭＳｎＯ３＋ＭＺｒＯ３混合物和ＭＳｎ（０．５）Ｚｒ（０．５）Ｏ３，并根据合成规律初步探讨了反应过程．     

Nd3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体生长和基本特性

Nd^3 :Y0.5Gd0.5VO4晶体作为一种新的激光材料，可以用中频感应加热提拉法生长。X射线粉末衍射分析表明它的结构与Nd^3 :YVO4晶体结构相同，它的晶格常数介于YVO4和NdVO4晶格常数之间。用ICP光谱法测定晶体中Nd^3 含量为0．8at％，分凝系数为0．8，与Nd^3 :GdVO4晶体中Nd^3 的分凝系数0．78相当；用称重法测定其密度为5．00g／cm^3；用稳态纵向热流法测出其室温热导率为12．5W／mK。实验表明Nd^3 :Y0.5Gd0.5VO4晶体有希望作为高功率ID泵浦激光晶体材料。     

高性能无铅压电陶瓷(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3的制备与性能

采用企业的电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3(BNTBT-6)无铅压电陶瓷,研究了制备工艺对BNTBT-6陶瓷的晶相、微观结构与介电压电性能的影响.研究结果表明,烧结方式会对BNTBT-6陶瓷的晶相和性能产生一定的影响.电学性能研究结果表明,湿磨盖烧BNTBT-6陶瓷样品的压电性能优良,室温下陶瓷样品的压电常数d33达到195pC/N,机电耦合系数kp为35%,机械质量因子Qm达到130,介电损耗tgδ为0.025.