钽镁酸钡缓冲层对锆钛酸铅铁电薄膜性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Pt/Ti/Si O2/Si基片上,通过引入钽镁酸钡[Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,BMT]缓冲层,制备了锆钛酸铅[Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT]铁电薄膜。研究了BMT缓冲层对PZT铁电薄膜结晶和性能的影响。结果表明:引入BMT缓冲层利于PZT薄膜的生长;PZT薄膜具有钙钛矿结构,且没有裂纹、结晶良好、致密性好;缓冲层的厚度对PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响。随BMT缓冲层厚度增加,PZT晶粒增大,介电损耗tanδ逐渐减少,介电常数εr和剩余极化强度Pr先增大后减少,矫顽场Ec先减少后增大。当BMT缓冲层厚约为10 nm时,PZT薄膜具有最优的铁电性能:εr=1 850,Pr=20.2μC/cm2,Ec=43.9 k V/mm。这与BMT与PZT具有相似的晶格常数、较小的晶格失配度和相近的禁带宽度有关。     

铌镁酸钡缓冲层对锆钛酸铅薄膜漏电流的抑制

将铌镁酸钡(Ba(Mg1/3Nb2/3)O3,BMN)作为缓冲层,通过溶胶-凝胶法制备了锆钛酸铅(Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT)铁电薄膜.探究BMN缓冲层对PZT铁电薄膜介电、铁电性能影响.研究发现:BMN缓冲层不仅可以改善PZT薄膜晶化生长,同时阻碍了PZT与Pt的互扩散而降低了漏电流.由于对漏电流的抑制作用,适当厚度BMN缓冲层的引入可改善PZT的铁电性能,但随着缓冲层厚度的增加,由于其分压作用,复合膜铁电性减弱.当厚度为10 nm时,薄膜的综合性能最好:介电常数εr=1612.03,介电损耗tanδ=0.024,剩余极化值Pr=31.65 μC/cm2,矫顽场Ec=71.5 kV/cm,漏电流密度J=4.4×10-6 A/cm2.     

化学溶液法制备Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3-CoFe_2O_4复合薄膜及其电极

以硝酸镧和醋酸镍为原料,利用化学溶液法在硅基底上制备了具有良好导电性的LaNiO3(LNO)薄膜。以醋酸铅、硝酸氧锆、钛酸丁酯、硝酸铁、醋酸钴为原料,合成了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3-CoFe2O4(PZT-CFO)溶液,并在LNO/Si薄膜上制备了PZT-CFO复合薄膜。通过X射线衍射、扫描电镜和电-磁测试研究了PZT-CFO复合薄膜的相结构、表面形貌、铁磁和铁电性能。结果表明:钙钛矿结构的PZT相和尖晶石结构的CFO相以纳米晶形式共存于PZT-CFO复合薄膜中,无其他杂相产生。750℃煅烧1h的PZT-CFO复合薄膜的剩余极化强度达6μC/cm2,剩余磁化强度可达20kA/m,表现出良好的铁磁、铁电双重特性。     

PMnS-PZN-PZT压电纤维的制备与铁电性能

采用固相法制备了0.8Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3–0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3(PMnS–PZN–PZT)粉末,然后用塑性聚合物方法制备了PMnS–PZN–PZT压电纤维。研究了纤维夹持状态对其铁电性能的影响。结果表明:塑性聚合物法制备的PMnS–PZN–PZT压电纤维具有良好的铁电性能,压电纤维处于自由状态时,剩余极化强度和矫顽场分别为85.4μC/cm2和8.5kV/cm,但电滞回线很难饱和。将纤维采用环氧树脂固化后,剩余极化强度变成39.2μC/cm2,电滞回线呈饱和状态,说明夹持状态对纤维的铁电性能产生很大的影响。高压下压电纤维浇铸前后的漏电流测试结果表明,压电纤维浇铸后剩余极化强度变小主要与漏电流有关。     

溶胶-凝胶法制备掺钙钛酸锶铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了CaxSr1-xBi4Ti4O15(CxS1-xBT,x=0～1)铁电薄膜.研究了不同Ca2取代量对薄膜的微观结构、取向生长、铁电性能以及介电性能的影响.结果表明:当Ca2 取代量为x=0.4时,C0.4S0.6BT铁电薄膜样品在一定程度上沿a轴择优取向;样品致密性较好,晶粒呈球型,且大小均匀,尺寸约为100nm.C0.4S0.6BT薄膜的剩余极化强度为8.37μC/cm2,矫顽场强为72kWcm;在1 Hz～1 MHz频率范围内,相对介电常数为234～219,介电损耗为0.009～0.073.     

射频磁控溅射制备PZT铁电薄膜的工艺研究

在SiO2/Si基片上采用直流对靶溅射技术制备出Pt/Ti底电极;应用射频磁控溅射方法,利用快速热处理(RTA)工艺,制备出了具有良好铁电性能的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.将样品进行10min快速热退火处理,退火温度700℃.测试分析表明:薄膜厚度比较均匀、表面基本平整、没有裂纹和孔洞、致密性好、薄膜样品的矫顽场强(Ec)为28.6kV/cm,剩余极化强度(Pr)为18.7μC/cm2,自发极化强度(Ps)为37.5μC/cm2,是制备铁电薄膜存储器的优选材料.     

异质界面个数对PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3/Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(PZT)薄膜前驱体溶液,采用水溶液凝胶法制备Ba(Mg_1/_3Ta_2/_3)O_3(BMT)薄膜前驱体溶液。研究了异质界面个数对PZT/BMT薄膜微观形貌、铁电性能的影响。在PZT/BMT薄膜中,PZT薄膜没有裂纹、结晶良好,界面个数的增加有利于PZT薄膜结构的致密。界面个数的增加可降低PZT/BMT薄膜剩余极化值和矫顽场。PZT/BMT薄膜在适当偏置电场下存在一个介电峰值,且正负偏置电场下的介电峰值不同,介电偏压特性曲线呈现不对称分布。采用二极管等效界面势垒和对薄膜电滞回线求导可有效解释介电偏压特性曲线不对称和介电峰值的差异。     

铌镁酸钙/钛酸钙多层异质薄膜中的晶格失配与粗糙度累积

采用Pechini法制备Ca(Mg1/3Nb2/3)O3(CMN)及CaTiO3(CT)前驱体溶液,用液相旋涂技术按照一定的排布方式制备了总厚度相同而异质界面数不同的CMN/CT异质结构介电薄膜。研究表明:无论是CMN还是CT,其同质层间均会由于前一层的籽晶作用而产生粗糙度的累积,从而对其相结构、微观形貌和介电性能产生不利影响。异质层间的晶格失配可以消除这种粗糙度累积效应,改善薄膜的相结构和微观形貌。随着薄膜中异质界面数的增加,获得了结晶较好的单一钙钛矿结构异质薄膜,薄膜表面粗糙度降低,介电性能得到提高。     

(SrZrO_3)_(10)(SrTiO_3)_(90)缓冲层对PZT结晶及性能的影响

采用Sol-gel法制备了PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT)薄膜,并研究了(SrZrO3)10(SrTiO3)90((SZO)10(STO)90)缓冲层对PZT薄膜结晶和性能的影响.X射线衍射(XRD)结果表明:(SZO)10(STO)90缓冲层对PZT薄膜结晶有取向诱导作用,由(SZO)10(STO)90诱导的PZT薄膜有很强的(111)择优取向,缓冲层将PZT薄膜的取向度α由45.0%提高到了90.1%以上;PZT的(111)择优取向提高了薄膜的电性能,使剩余极化强度Pr从26.8 μC/cm2增大到38.8 μC/cm2.     

底电极原位退火与沉积温度对PZT薄膜性能影响研究

采用磁控溅射工艺,在Pt/Ti底电极上沉积锆钛酸铅(PZT)薄膜,研究了原位退火温度与底电极沉积温度对溅射PZT薄膜结晶取向、微观结构、介电性能、铁电性能及疲劳性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,随着电极沉积温度升高,Pt晶粒尺寸增大,随着退火温度升高,PZT薄膜致密性变差。对室温制备的Pt/Ti底电极进行200 ℃原位退火30 min后,易于促进PZT薄膜沿(100)择优取向,而高温制备或经高温退火处理的Pt/Ti底电极更有利于PZT薄膜的(111)晶向生长。电学性能分析表明,室温制备的Pt/Ti底电极在经200 ℃原位退火30 min后,其PZT薄膜介电性能最优,同时展现较高的剩余极化强度和最小的矫顽场强,经历10⁸次极化翻转后,初始极化下降仅为11％。     

机械搅拌式薄膜蒸发器的计算机辅助设计软件

该软件是用于薄膜蒸发器设计过程的一个多功能软件。软件具有设备选型、设计计算、实验数据处理与施工图设计等功能。软件的开发对缩短薄膜蒸发器的设计周期 ,加快其推广应用具有现实意义     

用作炭薄膜前驱体的几种高聚物薄膜热稳定性和动力学规律的研究

采用热失重分析法对用作炭薄膜前驱体的几种高聚物薄膜试样在氩气气流中的热裂反应进行了研究。实验结果表明，这几种聚酰亚胺薄膜热稳定性均很高，在３５０℃以前没有失重现象，热裂解反应进行得最激烈的温度区间为５５０－７００℃，这也是热解炭化阶段的关键温度区间。研究了试样在该温度区间的热解动力学反应，并对其活化参数进行了一定的讨论。     

陶瓷薄膜的Sol—Gel法制备

本文从凝胶制备途径,即无机途径和有机途径角度,阐述了各途径溶胶－凝胶化过程的特点以及凝胶膜向陶瓷薄膜转化的过程。     

电子陶瓷材料研究的一些新进展

随着电子科学技术的发展，用作电子材料的陶瓷的研究和开发十分引人注目，许多工厂和科研人员正在研究开发电子陶瓷新材料、新工艺和新器件，以满足电子科学技术的发展对高性能陶瓷材料的要求。本文简要介绍了电子陶瓷系统中绝缘体、介电质、压电体及铁电薄膜材料及其制备工艺和应用方面的一些新进展。     

掺铝钛酸锶薄膜及其与CrOx复合膜的制备及氧敏性能的研究

以ＴｉＣｌ４,ＳｒＣｌ２．６Ｈ２Ｏ为主要原料,采用溶胶－凝胶法制备出掺Ａｌ＾３＋的钛酸锶薄膜,分析了薄膜的表面形貌和晶相组成,并比较了铝含量不同的ＳｒＴｉ１－ｘＡｌｘＯ３－δ薄膜的氧敏性能,实验结果表明：掺摩尔分类为０．０１的铝的钛酸锶薄膜表现出较高的氧敏性,但是,铝的掺入并没有消除钛酸锶薄膜的半导体特在中性气氛附近从ｎ型向ｐ型转变。在此基础上,又合了了ＳｒＴｉ０．９９Ａｌ０．０１Ｏ３－δ－ＣｒＯ     

铁酸铋功能陶瓷薄膜的液相自组装制备

利用自组装单层膜技术,以三氯十八烷基硅烷(octadecyl trichlorosilane,OTS)为模板,以硝酸铋和硝酸铁为原料,在玻璃基片上成功制备了铁酸铋(BiFeO3)晶态薄膜。采用接触角仪测量了紫外光照射后OTS单层膜的亲水性。通过X射线衍射、扫描电镜和能谱仪等表征了BiFeO3薄膜的物相、表面形貌及微观结构。结果表明:紫外光照射使OTS单层膜由原来的强疏水性转变为良好的亲水性,说明OTS自组装膜层表面已被羟基化。在70℃沉积8h并经600℃退火2h制备的BiFeO3薄膜结晶良好,薄膜样品的表面平整,厚度较为均匀,薄膜厚度约为100nm。     

铝酸钆基体发光薄膜组合芯片制备及其发光性能

组合材料芯片技术是功能材料开发研究的全新方法，能够高效、快速地筛选／优化新材料。采用这一技术快速发现／优化新型铝酸钆系发光材料(Gd1-xAlyOx：Rex)，并通过柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备的相同粉体的实验结果，考察了材料芯片筛选结果的可靠性。对发光体在波长为254DE的紫外光激发下进行实验，获得如下的研究结果：铝酸钆基体晶相中n(Gd)：n(A1)的最佳比值为1：1和3：5。GdAlO3中的最佳激活剂(主要是Eu，Pr和Ce)Eu，且Gd1-xAlO3：Eux的主发射峰位置为615nm和593nm。Gd1-xAlO3：Eux中的最佳掺量x值为0．09。     

铁电陶瓷薄膜的制备与结构表征

本文综述了近年来铁电陶瓷薄膜的化学制备方法,及薄膜材料在结构表征方面的最新研究进展。     

SrTiO3薄膜的自组装生长

利用激光分子束外延技术在LaAlO3(100)单晶基片表面生长SrTiO3(STO)薄膜。通过反射式高能电子衍射原位实时监测STO薄膜自组装生长过程，采用原子力显微镜分析自组装生长演化过程，并利用X射线衍射分析薄膜结构及其生长方向。对不同生长条件下薄膜的生长的研究发现：在较低生长温度时，STO薄膜在(200)方向上以三维岛状模式进行生长，小岛在单位原胞尺度呈波浪状周期性排列，即出现自组装生长；而在较高的生长温度时，薄膜以层状模式进行生长自组装行为被抑止。并据此讨论了STO多元氧化物薄膜自组装生长条件及生长机理。     

晶粒度对ZrO2薄膜相结构的影响

ＺｒＯ２薄膜由射频反应溅射法生成。靶材为高纯Ｚｒ。利用透射电镜与背散射分析研究了薄膜的微观结构、相和化学剂量比与溅射氧分压和基片温度之间的关系。当薄膜在不同的条件下沉积时，获得不同晶粒度的三个相－非晶相、立方相和单斜相。Ｏ／Ｚｒ比对相结构几乎没影响。