Al_2O_3陶瓷基片上Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3薄膜可调介电性能的研究

采用磁控溅射方法在Al2O3陶瓷基片上溅射生长Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)薄膜,使用光刻工艺制作平板结构的BST薄膜可变电容。研究了溅射条件对BST薄膜可调介电性能和介电损耗的影响。结果表明,在溅射气压为4Pa、O2∶Ar比为30∶70、基片温度800℃下制备的BST薄膜具有较高的介电调谐率(约52%)和较低的损耗(约0.8%),BST薄膜可变电容的品质因素随频率升高而降低,在1~100MHz频率范围内品质因素从125下降为42。     

离子束溅射BST薄膜的制备及结构分析

本文采用离子束溅射的方法制备了不同衬底温度下的BST薄膜,用X射线、Raman、SPM等技术对晶体结构及微观形貌进行表征,研究了离子束溅射制备BST的工艺.     

射频磁控溅射 Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表层的XPS研究

用射频磁控溅射在Pt／Ti／SiO2／Si基体上沉积Ba0．6Sr0．4TiO3（BST）薄膜，用X射线光电子能谱（XPS）研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征．结果表明，常规晶化时，BST薄膜表层约3-5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST，随着温度的升高该厚度增加；快速晶化时，该厚度减薄至1nm内，随着温度的升高没有明显增加．元素的化学态分析结果表明，非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物，而与表面吸附的其他元素（如吸附氧）对表层结构的影响有关．GXRD和AFM表明，致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散，从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度．     

激光脉冲沉积制备钛酸锶钡薄膜及其介电调协特性

在Pt（111）／Ti／SiO2／Si（100）衬底上,用脉冲激光沉积工艺制备出了高度a轴取向生长的（Ba0.65Sr0．35）TiO3（BsT）薄膜。薄膜为柱状生长的纳米晶粒,平均晶粒尺寸为50nm。在外加电场254kV／cm时,BST薄膜的相对介电常数与介电调谐率为810和76．3％。高的介电调谐率主要是BST薄膜具有高度a轴取向的柱状生长晶粒,因为来自沿平面c轴极化而产生的内部应力,在电场作用下,获得了高介电调谐率。     

YBCO外延薄膜的 afterglow plasma溅射生长

Y1Ba2Cu3O7-δ（YBCO)高温超导薄膜溅射生长所遇到的主要问题是负氧离子的反溅射效应。采用afterglow plasma溅射生长YBCO薄膜，有效地抑制了负氧离子的反溅射效应，从而生长出了超导性质优导的YBCO单晶薄膜，薄膜的临界电流密度Jc(77K,10GHz)＝206μΩ，薄膜（005）峰摇摆曲线半高宽（FWHM）为0．12^0。     

溅射功率对AZO／Cu／AZO多层薄膜结构与光电性能的影响

在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备AZO／Cu／AZO多层薄膜,研究了溅射功率对AZO薄膜的微观结构和光电性能的影响。采用X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见光谱仪（UVVis）等方法,对AZO薄膜的形貌结构、光电学性能进行了测试。结果表明：不同溅射功率下沉积的AZO薄膜均呈C轴择优取向,溅射功率对AZO／cu／AZO多层薄膜结构与光电性能有一定的影响。在溅射功率为120W、衬底温度为2500C、溅射气压为0．5Pa时薄膜的光透过率为75％,最低电阻率为2．2×10-4Ω·cm、结晶质量、表面形貌等得到明显改善。     

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.     

组分梯度（Ba,Sr）TiO3薄膜的制备工艺研究

采用改进的溶胶．凝胶（sol-gel）法在si衬底上制备了组分梯度Ba1-xSrxTiO3（x=0，0．1，0．2，0．3，0．4）（简称BST）薄膜。探讨了不同退火温度对组分梯度BST薄膜晶化的影响，应用X射线衍射（XRD）及原子力显微镜（AFM）分析了薄膜的微观结构。结果表明组分梯度薄膜的最佳制备工艺为600℃预烧5min，700℃退火1．5h，此时薄膜具有完整的钙钛矿相，薄膜表面平整、无裂纹、无孔洞。比较了单组分和组分梯度BST薄膜的微观结构。XRD测试结果显示，组分梯度BST薄膜的衍射峰峰位介于底层和硕层单组分BST薄膜之间，且衍射峰明显宽化；AFM测试结果表明，组分梯度BST薄膜的晶粒明显大于单组分BST薄膜，表面均方根粗糙度（RMS）也大于单组分BST薄膜，这可能是由于组分梯度薄膜较高的预烧温度促进晶粒生长造成的。     

利用Ba0.65Sr0.35RuO3缓冲层制备高热释电系数的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜

采用射频(RF)溅射,在Ba0.65Sr0.35TiO3(BST)薄膜和Pt/Ti/SiO2/Si衬底之间,制备10 nm厚的Ba0.65Sr0.35RuO3(BSR)缓冲层,研究了BSR缓冲层对BST薄膜结构和性能的影响.与没有加BSR缓冲层的BST薄膜相比,BSR缓冲层可以使BST薄膜呈高度a轴择优取向生长,改善了薄膜的介电常数,降低了薄膜的漏电流密度,使其热释电系数达到7.45×10-7 C·cm-2·K-1.这表明利用BSR缓冲层可以制备高热释电性能的BST薄膜.     

溅射功率对TaN薄膜电阻电性能的影响

本文利用直流反应磁控溅射技术,通过调节溅射功率于200℃、3％的氮分压条件在Al2O3基片上沉积了一系列TaN薄膜,并使用光刻工艺制备出相应的TaN薄膜电阻,研究了溅射功率对TaN薄膜电阻率、电阻温度系数（TCR）和功率容量的影响。实验结果表明：当溅射功率从200W增大到1000W,TaN薄膜电阻率逐渐减小,TCR绝对值从几百ppm／℃降为几十ppm／℃,功率容量呈现逐渐增大趋势。     

Co掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响

利用溶胶凝胶工艺在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备了Co掺杂量为0～10%(摩尔分数)的(Ba0.6Sr0.4) Ti1-xCoxO3薄膜.研究了薄膜的结构、表面形貌、介电性能与Co掺杂量的关系.薄膜的介电损耗随着Co含量的增加而减少,在摩尔含量10%时达到最小值0.0128.FOM值在摩尔含量为2.5%达到最大值20,它的介电常数、介电损耗和调谐量分别为639.42、0.0218、43.6%.     

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。     

不同烧成条件下Ba_(0.77)Sr_(0.23)TiO_3的晶胞参数研究

由聚焦的 Guinier-Hagg 照相得到 X 射线粉末衍射图。采用由计算机(SORD-M68)控制的微光密度计对底片进行扫描并对不同烧成条件下的 Ba_(0.77)Sr_(0.23)TiO_3(PTC 材料)进行了指标化和晶胞参数的精密测定。结果表明,晶胞参数随烧成条件而变化。文中对试样晶胞的自发变形与晶粒大小的关系进行了讨论,并强调了高分辨率的 Guinie-Hagg 照相对正确测定晶胞参数的重要性。     

(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3薄膜的表面化学态研究

用溶胶-凝胶法制备(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3(简称PST)前驱体溶液,以三水醋酸铅、醋酸锶、钛酸丁酯为原料,乙二醇甲醚、去离子水、乙酰丙酮做溶剂,通过旋涂工艺在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)基片上沉积PST薄膜.薄膜经320～380℃热分解,再经650℃退火30min,得到晶化好的薄膜样品,X射线衍射结果表明PST薄膜为钙钛矿立方相结构,其晶格常数为a=0.3919nm.用原子力显微镜观测其表面形貌,薄膜平均晶粒尺寸为300nm.用XPS测量了650℃退火PST薄膜样品的表面化学态,结果表明表面富铅,接近表面区域的原子比率Pb∶Sr∶Ti∶O是0.52∶0.50∶1.0∶3.02,接近(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3的理想配比.     

Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3及其含Pb弥散相铁电体介电性能的研究

用固相反应法制备了Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3及其含Pb钛酸锶钡(BPST)陶瓷,运用修正的Smolenski的成分起伏理论和居里外斯定律,结合介电常数温度谱,研究了钙钛矿结构的BST及铅取代的钛酸锶铅钡(BPST)的弥散相,对其相变行为进行了分析,得出了的一些铁电模型参数.结果表明,该系列样品在弥散相变区的弥散指数α为1.29～1.88,相变区间为13.4～22.8℃;在顺电相其居里常量为1.25×10~5～1.47×10~5K数量级.当Pb含量为0.1(即Ba_(0.6)Pb_(0.1)TiO_3)时,居里峰较宽,弥散相明显,故具有较高的调谐温度稳定性.另外铅的加入提高了铁电体的相变温度,从44℃上升到175℃.     

（Pb1-xSrx）TiO3系薄膜铁电性能的工艺因素研究

钛酸锶铅((Pb1-xSrx)TiO3)薄膜是一种重要的铁电薄膜,应用潜力很大,是高新技术研究的前沿和热点之一.通过磁控溅射的方法制备了PST薄膜,详细研究了不同工艺因素对PST薄膜铁电性能的影响.结果表明,选择合适的工艺条件可以制备铁电性能优良的钙钛矿相PST薄膜.     

X-ray diffraction analyses of RF sputtered Ba0.6Sr0.4TiO3 thin films grown on Pt/Ti/LaAlO3 (100) substrates

Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ ferroelectric thin films were deposited on Pt/Ti/LaAlO₃ (100) substrates by RF magnetron sputtering system. This paper focused on X-ray diffraction (XRD) analyses of Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ thin films on single-crystal LaAlO₃ (LAO) substrates by three aspects research. Triple-axis XRD was utilized to investigate the mosaic defects of single-crystal LAO substrate. Both the out-of-plane grazing incidence mapping and ω-scan techniques were applied to research the crystallographic oriented growth of polycrystalline Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ thin films. X-ray Φ-scans and pole figures were used to assess the orientation relationship between the film and substrate.     

直流反应溅射TiO2薄膜的制备及其性能研究

采用直流反应磁控溅射的方法,溅射高纯钛靶在ITO石英衬底上制备了TiO2薄膜.用XRD、Raman光谱、AFM和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的结构、表面形貌和紫外-可见光透射谱,研究了工艺因素中溅射气压、氧氩比和退火温度对薄膜结构的影响.采用C(胶)/TiO2/ITO三层结构研究了锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应.实验结果表明较低的溅射气压、合适的氧氩比和较高的退火温度有利于锐钛矿TiO2薄膜的结晶.在2 V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升迟豫时间约为3 s,稳定光电流可达到2.1 mA,对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明TiO2薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.     

High dielectric tunability of Ba0.6Sr0.4TiO3 thin film deposited by radio-frequency magnetron sputtering

In microwave tunable devices, one of the major challenges encountered is the simultaneous minimization of the material's dielectric loss and maximization of dielectric tunability. In this work, Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ thin film with the thickness of 300 nm was deposited on Pt/SiO₂/Si substrates using radio-frequency magnetron sputtering technique, and its dielectric properties were investigated. Due to the high temperature annealing process at substrate temperature of 600 °C, well-crystallized Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ film was deposited. The dielectric constant and dielectric loss of the film at 100 kHz are 300 and 0.033, respectively. Due to the good crystallinity of the Ba_0.6Sr_0.4TiO₃ films deposited by radio-frequency magnetron sputtering, high dielectric tunability up to 38.3% is achieved at a low voltage of 4.5 V.