铁电/铁磁复合材料的介电、铁电性能研究

采用传统的固相烧结工艺制备了铁电/铁磁复合材料,组分为(1-x)NiFe_2O_4+xPbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(其中x=0.5,0.6,0.7,0.8).利用XRD和背散射电子像分析了复合材料的相成分,结果表明,复合材料由铁电相和铁磁相组成,无杂相生成.通过测量电阻率及压电性能得出复合材料的最佳烧结温度约为1 220 ℃.介电温谱研究表明,相变温度约为390 ℃,且不随频率变化,是铁电到顺电的相变.电滞回线呈束腰特征,剩余极化强度较小,随铁电体含量的增加剩余极化强度增大,铁电性加强.     

铁电复合材料TGS—PVDF的介电和热释电性能的研究

制备了TGS-PVDF铁电复合材料,测量了该材料的介电常数、介质损耗和热释电系数,计算了该材料的热释电优值因子,并初步测试了由该材料制成的热释电探测器的性能。     

苯并噁嗪/钛酸钡复合材料介电性能的研究

通过共混法制备了苯并噁嗪/钛酸钡复合材料,探讨了钛酸钡粒径和填充量对复合材料介电性的影响。当?(BaTiO3)=50%时,复合材料介电常数εr达54、介质损耗tanδ为0.027、体积电阻率ρv大于1011?·m、击穿电压Vb大于8×103V/mm的高εr低tanδ绝缘材料。并将其应用于制备内嵌式电容器用玻璃布复合层压板。     

基于HSIM的铁电电容性能的研究

基于对铁电电容实际测试性能及物理模型的分析,在仿真软件HSIM原始电容模型库的基础上,通过对实验室制备的铁电电容电滞回线的拟合,得出新的模型库参数。将这些参数导入HSIM中对铁电存储器(FRAM)进行仿真,根据仿真结果对比铁电电容的性能,并由此优化铁电电容的性能,使之更匹配于电路特性。     

基于铁电薄膜的Al/PVDF/SiO2/n-Si结构的负电容效应研究

采用旋涂法制备了基于铁电聚合物薄膜的Al/PVDF/SiO_2/n-Si(MFIS)结构。通过测量MFIS结构的电容-频率特性和电容-电压特性,观察到负电容效应。测量频率越低,正向偏压越大,负电容效应越显著。在时域中,施加脉冲电压,出现瞬态电流随时间增大的电感现象。研究结果表明,MFIS结构中的负电容效应是一种电感现象。构建能带图分析MFIS结构中负电容效应的产生原因,是由于大量电子注入到界面中被捕获使得电流的相位落后于电压导致。基于铁电薄膜的负电容MFIS结构有望应用于低功耗器件中。     

PVDF：TGS复合材料介电和热释电性能与膜厚度的关系

研制了不同厚度的ＰＶＤＦ：ＴＧＳ复合膜，实验结果表明：膜越薄，其介电常数，介电常数，介电损耗和热释电系数越大，对实验结果做了定性解释。研制了复合薄膜探测器，其Ｄ＊（５００Ｋ，１２．５Ｈｚ）达１．５５×１０＾８ｃｍ．Ｈｚ１／２．Ｗ－１。     

共聚尼龙/PZT复合材料的压电和介电性能研究

以共聚尼龙为基体,采用简单的热压工艺制备了0-3型共聚尼龙/PZT压电复合材料,研究了所制复合材料的介电和压电性能.结果表明:以共聚尼龙为聚合物基体可以制备出具有优良介电和压电性能的新型聚合物/PZT复合材料;在共聚尼龙的体积分数为0.20时,复合材料的压电常数和相对介电常数都达到最大值,分别为55 pC/N和155.     

钛酸钡改性及其聚酰亚胺复合材料的性能研究

采用化学还原法在直径100 nm的钛酸钡表面沉积直径约5~20 nm的铜纳米颗粒,分析了BaTiO3-聚酰亚胺复合材料的介电性能和作用机理。研究结果表明:铜纳米颗粒通过化学键与钛酸钡表面的晶体结构结合在一起,与聚酰亚胺组合成两相复合材料,这有别于BaTiO3/导电粒子/聚酰亚胺三相复合材料。另外,虽然铜纳米颗粒有部分被氧化,导电性能降低,但改性后的BaTiO3-聚酰亚胺的复合材料还是具有低损耗、高介电的性能,充分说明了这种新型的两相复合材料能够实现高介电、低损耗的目标。     

铁电负电容场效应晶体管器件的研究

铁电负电容场效应晶体管作为一种新型半导体器件,利用铁电材料的负电容效应可使晶体管的亚阈值摆幅突破理论极限值60 mV/dec,是未来低功耗晶体管领域最具有前途的器件之一。该文研究并建立了铁电负电容场效应晶体管的器件模型,采用Matlab软件对负电容场效应晶体管的器件特性进行了研究分析,获得了亚阈值摆幅为33.917 6 mV/dec的负电容场效应晶体管的器件结构,探究了铁电层厚度、等效栅氧化层厚度及不同铁电材料对负电容场效应晶体管亚阈值摆幅的影响。     

复合陶瓷BaTiO_3/Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4的常温巨介电特性研究

采用传统的固相反应法和氧化物陶瓷工艺制备了无铅磁电复合陶瓷(1–x)BaTiO3/x Ni0.5Zn0.5Fe2O4(质量配比,x=0,0.2,0.5,0.8)(BTO/NZF),研究了NZF含量对复合陶瓷的物相组成、微观形貌、致密度和介电性能的影响。结果表明:当NZF含量较低(x=0,0.2,0.5)时,NZF对复合陶瓷有介电稀释效应;当NZF含量较高(x=0.8)时,复合陶瓷晶粒尺寸、致密度及两相间接触面积增大,其NZF含量达到复合陶瓷渗流阈值,产生Maxwell-Wagner(M-W)表面极化效应,使得复合陶瓷在低频(f=40 Hz)下具有高的巨介电常数(ε′=312 238)和较低的介电损耗(tanθ=0.40)。     

铁电陶瓷与铁氧体叠层低温共烧行为的研究

将Pb(Ni1/3Nb2/3)O3基铁电陶瓷与NiZnCu铁氧体叠层低温共烧,研究了两种材料的共烧兼容特性,结果表明,两种材料之间不会发生化学反应产生新的物相,二者具有良好的化学相容性;两种材料在烧结收缩致密化过程中存在差异,由此导致叠层共烧体产生翘曲和开裂缺陷;对叠层共烧体微观组织结构分析表明,在叠层共烧体中靠近界面处铁电材料晶粒尺寸大于远离界面处晶粒尺寸,其原因在于共烧过程中Fe3+从铁氧体材料一侧扩散至铁电材料一侧并固溶于钙钛矿相晶格中所致。     

铁电负电容可测试性的仿真研究

铁电材料具有负电容特性,可应用于新一代超低亚阈值摆幅晶体管中。由于铁电负电容具有准静态特性,在实际测试中,难以直接观测到单独铁电电容的负电容现象。基于“Ginzburg-Landau”模型,采用TCAD软件,构建了紧凑的HfO₂铁电电容结构,并通过仿真获得了匹配的RC电路参数,验证了负电容特性。同时,仿真研究了外加电压幅值与串联电阻阻值对铁电电容负电容效应可测试性的影响。     

Untangling Electrostatic and Strain Effects on the Polarization of Ferroelectric Superlattices

The polarization of ferroelectric superlattices is determined by both electrical boundary conditions at the ferroelectric/paraelectric interfaces and lattice strain. The combined influence of both factors offers new opportunities to tune ferroelectricity. However, the experimental investigation of their individual impact has been elusive because of their complex interplay. Here, a simple growth strategy has permitted to disentangle both contributions by an independent control of strain in symmetric superlattices. It is found that fully strained short‐period superlattices display a large polarization whereas a pronounced reduction is observed for longer multilayer periods. This observation indicates that the electrostatic boundary mainly governs the ferroelectric properties of the multilayers whereas the effects of strain are relatively minor.     

中温烧结BaTiO_3铁电-玻璃陶瓷介电性能

研究了掺杂 Nb5 、Co2 及玻璃的 Ba Ti O3陶瓷的介电性能。Nb5 、Co2 和玻璃中的 Bi3 进入 Ba Ti O3晶格形成晶芯 -晶壳结构 ,其中晶芯由铁电相 Ba Ti O3组成 ,晶壳由含 Nb5 、Co2 、Bi3 的非铁电相 Ba Ti O3组成。这些添加物的作用是使ε- T曲线变得平坦 ,tanδ减小 ,居里点移向高温。     

制备工艺对PZT/NiCuZn复合材料电磁性能的影响

采用sol-gel法、固相反应法和掺杂的sol-gel法三种制备工艺,制备了PZT与NiCuZn质量比为3:7和4:6的两种铁电/铁磁复合材料。研究了不同制备工艺对低温烧结复合材料显微结构和电磁性能的影响。结果表明:三种制备工艺都能很好地实现900℃低温烧结,且所制复合材料的ρv大于5.2g·cm–3,μi大于19,Q值大于265,ε′大于45。相对而言,掺杂的sol-gel法所制材料性能最好,其次是固相反应法,再次是sol-gel法。但是,从适于批量生产以及降低成本的角度考虑,固相反应法更符合实际。     

Crossing an Interface: Ferroelectric Control of Tunnel Currents in Magnetic Complex Oxide Heterostructures

Experimental results on entirely complex oxide ferromagnetic/ferroelectric/ferromagnetic tunnel junctions are presented in which the tunneling magnetoresistance is modified by applying low electric field pulses to the junctions. The experiments indicate that ionic displacements associated with the polarization reversal in the ferroelectric barrier affect the complex band structure at ferromagnetic–ferroelectric interfaces. The results are discussed in the framework of the theoretically predicted magnetoelectric interface effect and may lead to novel multistate memory devices.     

微量钴对NiCuZn铁氧体磁性能的影响

为了降低烧结温度,增大电阻率,掺杂了适量PbO,Bi2O3与TiO2。利用SEM、XRD、高精度LCR分析仪及振动样品磁强计等,研究了添加的微量钴对NiCuZn铁氧体微结构及磁性能的影响。结果表明:钴对铁氧体的tC、μi、Hc、ρ及Pcv均有明显的影响,当微量钴加入量为0.02时(摩尔比),μi的高频性能下降。     

激光制备多层铁电薄膜的C—V保持特性研究

采用脉冲准分子激光工艺在Ｓｉ（１００）单晶基片上，成功地淀积了ＢＩＴ、ＰＺＴ／ＢＩＴ和ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ等多层结构的铁电薄膜。通过测量金属／ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ／Ｓｉ多层结构的非回线型Ｃ－Ｖ特性曲线、电容与保持时间的关系，发现三层ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ薄膜具有很好的电容保持特性，是铁电场效应晶体管的理想栅极材料     

(Ba1-xSrx)TiO3系铁电陶瓷的制备及其介电性能研究

本文研究了（Ｂａ１－ｘＳｒｘ）ＴｉＯ３系铁电陶瓷的制备工艺。讨论了配方组分，烧结工艺，工作频率等因素对材料的显微结构，介电损耗Ｄ，温度系数α等性能的影响。研究表明，ＳｎＯ２掺杂较ＺｒＯ２掺杂的ＢＳＴ系材料的移动叠加效应要好；适当提高烧结温度；延长高温保温时间，有利于晶粒长大，进而有利于克服晶界缓冲型展宽效应，两者均可 有效提高材料的温度系数α，而工作频率的改变使材料测得的介电常数有所不同。另外，随