薄膜厚度对Y掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜结构及介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在Si/SiO2/Ti/Pt基片上制备了不同厚度(正比于薄膜层数)的钇(Y)掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了膜厚度对薄膜结构和介电性能的影响。原子力显微镜(AFM)表明,Y掺杂BST薄膜可显著改善表面形貌,且强烈依赖于薄膜厚度。当薄膜厚度适中(即当层数为8)时,表面晶粒细小、致密、均匀,晶界分明。X射线衍射(XRD)表明,Y掺杂BST薄膜显示钙钛矿结构,主要沿(110)晶面生长。随着薄膜厚度的增加,BST(110)峰的衍射强度先增后减,表明薄膜的相结构与薄膜厚度直接相关。Y掺杂BST薄膜显示优异的综合介电性能,且随着膜厚的增加,电容或介电常数减小。8层薄膜的综合介电性能最优,零偏压时的电容为17.8pF(介电常数130)、介电损耗为0.0057,调谐率为32%,优值因子为56,可满足微波调谐器件的需要。同时,就有关机理进行了分析。     

溶胶凝胶法制备钛酸锶钡薄膜的热处理工艺研究

采用溶胶-凝胶工艺,以醋酸钡,氯化锶,钛酸丁酯为原料制备了Ba0.8Sr0.2TiO3溶胶,利用提拉法在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备BST薄膜,采用XRD衍射分析仪系统研究了不同热处理条件下制备的BST薄膜的晶相结构.结果表明热处理温度在600℃以上时,BST薄膜形成了较为完整的ABO3钙钛矿结构,且随热处理温度升高,热处理时间的延长,晶体生长沿(110)的取向性越好,结晶状况明显改善.     

镁和钾交替掺杂BST薄膜优化设计与介电特性研究

根据K掺杂BST(KBST)和Mg掺杂BST(MBST)薄膜的优点,设计K和Mg三明治交替掺杂BST薄膜KBST/MBST/KBST(K/M/K)和MBST/KBST/MBST(M/K/M),用溶胶-凝胶(sol-gel)法在Si/SiO_2/Ti/Pt基片上制备该薄膜,研究其介电特性。薄膜为立方钙钛矿结构,平均晶粒尺寸16~20 nm。交替掺杂有效整合K掺杂和Mg掺杂,为受主掺杂,晶格常数增大。K/M/K掺杂显著增强晶化、促进薄膜生长,M/K/M掺杂明显细化晶粒、改善界面特性。20 V下C-V测试表明,KBST、MBST、M/K/M型及K/M/K型薄膜的最大电容依次为91、38、37和47 pF,调谐率64%、27%、38%和42%及介电损耗2.90%、1.67%、1.33%和1.58%;随膜厚增加,三者减小,调谐率与损耗之比值增大。M/K/M型薄膜具有最佳综合介电性能,可满足微波调谐需要。对有关机理进行了讨论。     

Y掺杂(Ba0.6Sr0.4)0.8TiO3薄膜的结构及介电性能

通过钇(Y)掺杂、适当增加钛(Ti)含量和调节薄膜厚度等优化设计,用改善的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了光滑致密的Y掺杂多层钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4)0.8TiO3,BST)薄膜,研究了该薄膜的结构及介电性能。X射线衍射(XRD)表明,该薄膜为钙钛矿结构,但其衍射峰强度很弱,主要与Y掺杂和微过量Ti有效减弱其铁电性有关。原子力显微镜(AFM)表明,该薄膜晶化较弱,且随厚度的增加晶化减弱,和XRD结果一致。该薄膜比Y掺杂的Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜显示更优异的综合介电性能,但与薄膜的厚度有关。随膜厚的增加,薄膜的电容和调谐率减小,但介电损耗大幅减小,其中,4层薄膜零偏压的介电常数为161、电损耗约为0.006,40V的调谐率为45.5%、优质因子大于75,可满足微波调谐器件的需要。     

铝酸镧掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3介电性能的影响

在外加直流偏置电场作用下,钛酸锶钡(BST)固溶体铁电材料具有随着电场强度增加而介电常数降低的非线性特征,是相控阵天线移相器材料的研究热点.而铝酸镧陶瓷介电常数温度系数可达接近零,介电损耗正切值低,可小于1×10~(-4).为降低BST材料的介电损耗和介电常数,以铝酸镧为改性剂对Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料进行了掺杂.当铝酸镧的含量为4%时,Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电常数降低到85(100 kHz),介电损耗降低到0.00041(100 kHz),而Ba_0.6Sr_0.4TiO_3材料的介电可调性保持在20%左右.X射线衍射图谱表明烧结后得到的BST材料具有典型的钙钛矿结构. SEM图像观察发现,4%比例的掺杂量使得陶瓷致密度较高,晶粒均匀.     

紫外光辐照Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜制备工艺

以Pt(111)/Ti/SiO_2/Si为基片,采用溶胶凝胶法,通过紫外光辐照钕掺杂钛酸铋(Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12), x=0.25, 0.75)胶体,分别采用电泳沉积和甩胶沉积制备薄膜,并对比了制备的薄膜质量.通过差热-热重分析(DSC-TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等技术手段对Sol-Gel法制备的BNT薄膜进行了表征.研究结果表明,经紫外光辐照和电泳沉积制备的Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12) (x=0.25, 0.75) 薄膜于300 ℃煅烧有机物,500 ℃随炉热处理,可得到均匀致密且(117)择优取向的钙钛矿相BNT薄膜.     

优异Y-BST薄膜的设计、制备及介电性能

就(Ba+Sr)/Ti的原子摩尔比例、掺杂浓度、薄膜厚度等优化设计钇掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(Y-BST)薄膜,用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Y-BST薄膜,研究该薄膜的结构及介电性能。X射线衍射(XRD)表明,薄膜均为立方钙钛矿多晶结构,主要沿(110)晶面生长。随(Ba+Sr)/Ti比值的增加,BST薄膜衍射峰强度增加,晶化增强;Y-BST薄膜随掺杂浓度(>1%摩尔比)的增加,衍射强度减弱,晶化减弱,但随薄膜层数的增加,衍射强度增强,晶化增强。40V和100kHz的电压-电容测试表明,(Ba+Sr)/Ti比值为0.9及掺杂浓度为2%摩尔比的8层Y-BST薄膜具有最优综合介电性能:零偏压下的电容为18pF(介电常数137)、介电损耗小于1%,40V偏压下调谐率约为46%,优质因子约为77,能满足微波调谐需要。同时,就有关机理进行了分析。     

(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3粉体与薄膜的合成、结构与电性能研究(英文)

使用溶胶凝胶法合成(Pb0.50Sr0.50)TiO3(缩写为PST)粉体和薄膜。用X射线衍射(XRD)和扫面电镜(SEM)观察PST粉体的相形成和形貌特征。结果表明,800℃退火处理的凝胶样品还有中间相碳酸盐存在;850℃退火的干凝胶样品,晶化完成后为多晶钙钛矿结构,而650℃经快速热处理的薄膜样品为多晶结构,平均晶粒尺寸为60nm。PST薄膜在100kHz频率测量情况下,介电常数与损耗分别为561.5和0.022。     

(1-y)Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3-yBa(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷的介电性能及弛豫铁电行为（英文）

采用传统固相法制备(1-y)Ba(Zr_(0.1))Ti_(0.9))O_3-yBa(Zn_(1/3))Nb_(2/3))O_3 (y=0～0.05)陶瓷,利用XRD、SEM、电参数测试系统以及铁电测试仪研究其显微结构、介电性能及铁电行为。结果表明:随着y增大至0.05,该锆钛酸钡基陶瓷始终为单相钙钛矿结构,其平均晶粒尺寸随y的增大而减小。介电常数最大值ε_(r,max)在1 kHz下随y增大从8948显著降低至1611,且其铁电-顺电相变温度T_m亦随y增大从93℃降低至-89℃。该陶瓷成分诱导弥散相变随y增大而逐渐增强。高y取值下陶瓷表现出以T_m及铁电温区介电常数的强烈频率色散及弥散相变为典型特征的弛豫铁电行为。该陶瓷体系的剩余极化强度随y增大而降低,而矫顽场则在显著降低后有所提高。     

单晶锗薄膜热导率的分子动力学模拟

采用非平衡分子动力学(NEMD)方法研究平均温度为400 K,厚度d=2.8288～11.315 nm的单晶锗薄膜法向的热导率.模拟结果表明,单晶锗薄膜热导率随薄膜厚度的增加以接近线性的规律增加,其数值明显低于同等温度下体态锗的试验值.当薄膜厚度一定时,单晶锗薄膜的热导率随温度增加变化幅度很小,与同体态锗热导率随温度的变化规律相比表现出明显的尺寸效应.     

Ce掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表面结构XPS研究

用改进的溶胶-凝胶法制备铈(Ce)掺杂和非掺杂2种钛酸铝钡(Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3,BST)薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)研究薄膜的表面结构.XPS结果表明,BST薄膜的表面结构由钙钛矿结构和非钙钛矿结构组成,铈掺杂显著地减少了非钙钛矿结构.扫描电镜及原子力显微镜观察表明,掺杂BST薄膜光滑致密无裂纹.电压-电容曲线表明,掺杂BST薄膜的介电性能大幅度提高,在40V外加电压下介电调谐率达60.8%,零偏压下的介电损耗为0.0265.同时,就非钙钛矿结构的成因及Ce掺杂BST薄膜的有关改善机制进行了讨论.     

不同晶粒尺寸的(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒磁性能

采用非晶态多核配合的方法制备了(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒,用XRD、HRTEM和MPMS等手段对纳米颗粒的微观结构和磁性能进行研究。XRD和SAD分析表明,所有的样品都具有单相钙钛矿结构;TEM分析表明, 经过600,800和1000 ℃烧结10 h后的样品颗粒尺寸分别为40~50 nm,90~100 nm和140~150 nm。样品的磁学性能结果表明：(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的居里温度TC (298 K)基本上不随颗粒尺寸的变化而变化,而相对磁制冷能力取决于颗粒尺寸;颗粒尺寸为90~100 nm的(La0.47Gd0.2)Sr0.33MnO3纳米颗粒的相对磁制冷能力最大,可以作为室温下使用的磁制冷工质侯选材料。     

Y掺杂BST薄膜介电性能研究

用改进溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si上制备了钇(Y)掺杂Ba_0.6Sr_0.4TiO_3 (BST)薄膜,研究了Y掺杂对BST薄膜表面结构和介电性能的影响.XPS结果表明,Y掺杂有利于薄膜钙钛矿结构的形成,但对氧空位没有明显的抑制作用.SEM和AFM结果表明,Y掺杂能缓解薄膜应力、减少薄膜裂纹、细化晶粒,进而改善薄膜的表面结构.在进行Y掺杂后,薄膜的介电性能得到明显提高,40 V外加电压下的介电调谐率大于40%及零偏压下介电损耗为0.0210,优化因子大于20.     

Mn掺杂对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在La Ni O3/Si O2/Si衬底上制备了掺Mn量为0%、1%、5%、10%(质量分数)的0.7Bi Fe O3-0.3Pb Ti O3(BFMPT7030/x,x=0,0.01,0.05,0.1)薄膜。XRD测试表明,薄膜均完全结晶,呈现高度(100)择优取向。通过对薄膜晶体结构分析,发现BFMPT7030/0.05薄膜具有最小的晶粒尺寸(258 nm)及最小的晶胞体积(61.25×10-3 nm3)。SEM测试结果显示样品晶粒生长充分,晶粒尺寸在150~300 nm之间。铁电性能测试结果表明,当Mn含量为5%时,铁电性能较好,电滞回线形状最好,最为饱和。漏电流测试结果表明随着掺Mn量增加,BFMPT7030薄膜的漏电流随电场增大而增加的趋势减弱。     

Pb_(0.92)La_(0.08)(Zr_(0.65)Ti_(0.35))O_3铁电薄膜光生伏特效应的研究

以醋酸铅、钛酸丁酯、正丁醇锆以及硝酸镧为原料,甲醇和乙醇为溶剂配制Pb_(0.92)La_(0.08)(Zr_(0.65)Ti_(0.35))O_3溶胶,采用溶胶-凝胶法经550℃的快速热处理,在LaNiO_3/Si上制备了Pb_(0.92)La_(0.08)(Zr_(0.65)Ti_(0.35))O_3铁电薄膜。利用X射线衍射仪分析了薄膜组分与结构,标准铁电分析仪测试了薄膜的铁电性能;利用紫外光源对薄膜进行光照实验;通过分析薄膜厚度对其光生伏特效应的影响,进一步探讨分析了铁电薄膜光生伏特效应的产生机理。结果表明,在20 V电压下,薄膜的剩余极化值和矫顽场强分别为17.485μC/cm2和10.78 k V/cm。当紫外光照强度为2.67 m W/cm~2,薄膜厚度为490 nm左右时,薄膜光照后所产生的最大光生电压值为61.5 m V。     

溶胶-凝胶旋转涂布法制备的多孔纳米二氧化钛膜的结构和光学性能(英文)

采用溶胶凝胶旋转涂布技术在石英基质上沉积三种不同厚度的TiO2薄膜,其厚度分别为174、195和229nm。沉积得到的薄膜是由尺寸为19~46nm的纳米微晶组成的,并具有较高的多孔结构。测定了薄膜的光学常数,得到了迄今为止报道的最低折射率1.66,并对所得结果进行了讨论。     

退火温度和匀胶速率对SrBi_(3.88)Nd_(0.12)Ti_4O_(15)薄膜铁电性能的影响

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/ SiO_2/ Si基片上制备了SrBi_3.88 Nd_0.12 Ti_4O_(15)铁电薄膜材料,研究了退火温度和匀胶速率对铁电薄膜材料结构、铁电性能的影响.退火温度为750 ℃、匀胶速率为3000 r/min薄膜样品为纯的铋层状钙钛矿结构且没有其它杂相出现,a轴取向的晶粒较多,铁电性能较好,剩余极化强度和矫顽场分别为2P_r=26.7 μC/cm~2、2E_c=80 kV/cm.     

化学液相法制备BiFeO3薄膜

以硝酸铋、硝酸铁以及柠檬酸为原料通过化学液相法在普通载玻片、(100)Si片和(100)ITO玻璃上分别制备了不同厚度的BiFeO3薄膜,研究了热处理温度对BiFeO3的形成以及微观形貌的影响.Si片上的薄膜由于与衬底之间的反应,得到纯BiFeO3相热处理温度需低于650℃,而在普通载玻片和ITO玻璃衬底上,525℃到650℃均可以得到结晶良好的纯BiFeO3薄膜.550℃热处理得到的BiFeO3薄膜中的晶粒尺寸大约在7080 nm之间,650℃热处理得到的晶粒尺寸约有140 nm.磁性能测试证明薄膜有弱铁磁性,饱和磁化强度约在7000～9000 A/m.     

低温燃烧合成Ce_(0.8)Nd_(0.2)O_(1.9)固溶体纳米粉末

采用低温燃烧合成工艺在甘氨酸-硝酸盐体系中制备出Ce0.8Nd0.2O1.9固溶体纳米粉末,重点考察了甘氨酸与硝酸盐的配比(G/N)以及焙烧温度对粉末特性的影响。通过热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)得知,燃烧反应的点火温度为257℃。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积仪(BET)及傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对粉末的结构、形貌、成分、尺寸及比表面积进行了分析。结果表明:燃烧反应后直接得到萤石型结构的单相固溶体,晶粒尺寸为8nm~12nm之间,比表面积为38m2/g~47m2/g;晶粒尺寸随焙烧温度升高而增加,在800℃下焙烧1h后,可以去除反应残留物质,并使获得的晶形更加完整。     

Ni3(Al1-xSix)合金的组织性能

以纯Ni、Al和Si块为原料,采用真空熔炼方法制备了Ni₃(Al_1-xSi_x)（x=0、0.1、0.2、0.3）合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等对合金组织性能进行了研究。结果表明,Ni₃(Al_1-xSi_x)合金的主要物相为Ni₃Al及Ni₃(Al, Si)固溶体;合金元素Si的引入,细化了材料晶粒,晶粒尺寸在27.4~73.6 nm之间,合金具有纳米晶结构;随Si含量增加,Ni₃(Al_1-xSi_x)合金硬度和断裂韧性提高,当x=0.3时,合金具有最佳的综合力学性能,其硬度和断裂韧性分别为726 HV0.5和8.35 MPa·m^1/2。