MBi_4Ti_4O_(15)基陶瓷的研究现状与发展趋势

铋层状结构无铅铁电陶瓷具有良好的抗疲劳性能和较高的居里温度,在铁电存储以及高温压电器件方面具有广阔的应用前景。介绍了MBi4Ti4O15基铋层状陶瓷的结构特点,综述了微量元素掺杂、粉体制备方法和晶粒定向技术对该陶瓷铁电压电性能的影响。并展望了MBi4Ti4O15基铋层状无铅铁电陶瓷未来的发展趋势。     

铁电（Ba,Sr）TiO3及介电Bi2O3-ZnO-Nb2O5薄膜材料应用于电调谐微波器件研究进展

铁电钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3(BST)是一种拥有十分优越铁电/介电性能的材料,在可调谐微波器件方面具有很好的应用前景。本文概括介绍了BST薄膜的研究意义、基本结构、薄膜的制备方法,并针对可调谐微波器件应用需求,详细探讨了通过掺杂、组分梯度变化、纳米铁电多层薄膜以及将铁电BST与新型介电Bi2O3-ZnO-Nb2O5(BZN)薄膜相结合等对铁电薄膜性能进行优化的手段,最后对该领域的前沿问题从材料研究层面作了小结与展望。     

(Bi3.7Dy0.3)(Ti2.8V0.2)O12铁电薄膜的制备及退火影响

铁电材料在铁电存储器等领域具有良好的应用前景,受到极大的关注,其中铋层状铁电薄膜因为其良好的铁电性,得到了广泛的研究.采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底成功沉积出(Bi3.7Dy0.3)(Ti2.8V0.2)O12(BDTV)的A、B位同时掺杂的铁电薄膜,发现这种双掺能够显著改善薄膜的铁电性.研究了650～800℃不同退火温度下,BDTV铁电薄膜的铁电性能、晶体结构及表面形貌变化.通过SEM分析发现,温度为750℃时,薄膜的颗粒生长较好,薄膜的铁电性能最佳.     

氧含量对激光淀积钙钛矿氧化物薄膜晶体结构与物理性能的影响

钙钛矿型氧化物薄膜由于在未来微电子学和光子学器件等领域的美好应用前景，而备受人们的注目．钙钛矿型氧化物材料众多，且具有丰富的物理特性，如：介电、铁电、铁磁、绝缘、导电、超导以及光学非线性等。然而，这些氧化物材料中氧原子的化学计量配比，对薄膜的晶体结构和物理性能有着至关重要的影响． 本文所涉及的钙钛矿型氧化物薄膜均采用紫外脉冲准分子激光制备，氧化物薄膜中的氧含量可由薄膜淀积过程或薄膜退火过程中所使用的氧气压控制．这里，我们以钛酸钡和钇钡铜氧薄膜为例，着重介绍了氧含量对薄膜的晶体取向、晶格常数、晶相…     

Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。     

层状钙钛矿铁电薄膜中铁电极化子研究

用PLD方法在铂金硅衬底制作了高质量的SrBi2Ta2O9(SBT)铁电薄膜样品．在10到300K的低温范围，研究了SBT薄膜的电子输运特性，分析了其传导机制．结果显示在SBT铁电薄膜中存在两种导电机制．根据SBT层状结构，两种导电机制分为：被限制在Bi—O层内的内输运，和能够穿过Bi—O层的外输运．首次观察到作为内传导载流子的铁电极化子的电输运行为．在SBT薄膜中铁电极化子的热激活能Eα～0．0556eV．研究结果为SBT薄膜具有极低漏电流提供了一种解释．     

单晶钙钛矿的制备及应用研究进展

近年来,钙钛矿材料由于其带隙可调、吸收系数高、成本低等优势在国际上备受瞩目。其中,单晶钙钛矿具有优于多晶钙钛矿的光学、电学特性,成为制备高性能光电器件的理想材料。从钙钛矿的基本分子组成和化学结构出发,介绍了单晶钙钛矿的基本光学和电学特性,指出了块状、薄片/薄膜和纳米结构有机-无机杂化单晶钙钛矿的制备方法,总结了它们在光电探测器、太阳电池、光泵浦激光和辐射探测中的应用。最后,对单晶钙钛矿当前研究中所面临的挑战及未来的发展进行展望,指出开发低成本、高稳定性、无毒的单晶钙钛矿光电器件有望加速其商业化进程。     

斜切基片上同质,异质外延薄膜的TEM研究

钙钛矿结构薄膜如铁电和高温超导薄膜有极大的应用前景和探索新型多元素氧化物薄膜的前途,因此它的外延生长机制引起人们的极大关注。不少人认为螺旋位错岛状生长是YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜的本征生长模式[1],因此薄膜表面的平整度极差,使器件应用尚不能达到实现。近些年来,人们对于SrTiO3(STO)基片表面的重构处理作了大量的研究[1,2],得到平台形貌有利于改变钙钛矿结构薄膜的生长机制为台阶流动生长机制,可以得到表面平整的单晶薄膜。本文就是使用斜切1°和10°的STO(001)基片在激光镀膜仪中分别生长STO、YBCO薄膜,将所得薄膜用平…     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜

在钛酸铋(Bi4Ti3O12)薄膜的制备过程中容易获得晶粒c轴垂直于基片表面的薄膜,而压电和铁电存储器主要利用a轴的自发极化分量,因而制备a轴择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜具有特别的意义。采用飞秒脉冲激光作用在钛酸铋陶瓷靶上,采用Si(111)作为衬底,制备了a轴择优取向的钛酸铋薄膜。采用X射线衍射(XRD)的薄膜附件和场发射扫描电镜(FSEM)研究了薄膜的结构和形貌;采用傅里叶红外光谱仪测量了室温(20℃)下在石英基片上沉积的样品的光学特性;室温下沉积的钛酸铋薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均大小为20 nm,其光学禁带宽度约为1.0 eV。在500℃沉积的钛酸铋薄膜呈a轴择优取向,晶粒大小在30~300 nm之间,薄膜的剩余极化强度Pr为15μC/cm2,矫顽力Er为48 kV/cm。     

铁酸铋薄膜柔性化微纳制造及铁电性能

研究了铁酸铋薄膜的柔性化可控制造方法及其电畴调控动态。利用脉冲激光沉积法制备了周期性畴结构的铁酸铋薄膜,结合可控剥离技术,完成了铁酸铋薄膜从刚性基底到柔性基底的制备过程。利用原子力显微镜和压电力显微镜技术对柔性化铁酸铋薄膜的微观形貌和铁电特性进行表征。结果表明,柔性化后的铁酸铋薄膜保持完整的表面形貌特征(粗糙度保持不变),电畴反转特性保持可调,且保持良好的铁电特性及电畴反转响应。该研究为铁酸铋薄膜的柔性化制备提供了一种新思路。