Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3铁电陶瓷烧结工艺及性能研究

采用固态反应方法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷靶材。利用TG-DTA分析了PbO、ZrO2和TiO2粉末混合物的分解、化合反应,通过XRD研究了烧结工艺对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷的晶相结构的影响。研究表明,采用870℃预烧、1 200℃终烧、分别保温2 h和4 h的烧结工艺,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷纯度高 ,致密性好、晶粒均匀,且具有良好的介电与铁电性能。     

Pb(Ti_0.48)Zr_(0.52))O_3微晶的水热合成工艺研究

以TiO2粉体、Pb(NO3)2和ZrOCl2.8H2O为原材料,KOH为矿化剂,水热合成了Pb(Ti0郾48Zr0郾52)O3微晶。研究了KOH浓度、反应时间、反应温度、Pb/Z(r+Ti)、原料浓度以及矿化剂种类等因素对水热合成Pb(Ti0郾48Zr0郾52)O3微晶的影响,确定了水热合成Pb(Ti0郾48Zr0郾52)O3微晶的最佳工艺参数。对水热合成的Pb(Ti0郾48Zr0郾52)O3粉体用XRD和SEM进行表征,得到了颗粒均匀、团聚少、粒径0郾5～1郾0μm的Pb(Ti0郾48Zr0郾52)O3粉体颗粒。     

Au/PZT/p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积 (PL D)工艺 ,制备了 Au/ PZT/ p- Si结构铁电存储二极管 .在氧气氛 35 0℃低温沉积、原位 5 30℃快速退火工艺条件下 ,获得了多晶纯钙钛矿结构的 Pb (Zr0 .5 2 Ti0 .48) O3(PZT)铁电薄膜 . PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线 ,其剩余极化和矫顽场分别为 13μC/ cm2和 48k V/ cm.从C- V和 I- V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象 ,记忆窗口约 1.1V,+4 V偏压下电流密度为 3.9× 10 - 6 A/cm2 .     

Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管.在氧气氛350℃低温沉积、原位530℃快速退火工艺条件下,获得了多晶纯钙钛矿结构的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）铁电薄膜.PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线,其剩余极化和矫顽场分别为13μC／cm2和48kV／cm.从C-V和I-V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象,记忆窗口约1.1V,＋4V偏压下电流密度为3.9×10－6A／cm2.     

Pb(Zr_(0.6)Ti_(0.4))O_3/LaNiO_3铁电电容的制备及其疲劳特性

以L a Ni O3( L NO)为独立下电极,制备出Au( Cr) / PZT/ L NO/ Si O2 结构的铁电电容,与使用Pt下电极对比,其抗疲劳特性得到了极大的改善.在1MHz频率10 V电压下,经过10 1 1 次脉冲反转,其( P* - P^ )仅下降了11%左右,这主要是由于使用氧化物电极可以极大地降低PZT与电极界面处的氧空位的形成和积聚.通过不同频率和相同频率不同脉冲宽度条件下疲劳特性的测试,观察到随着测试频率的升高,抗疲劳特性也随之提高;在相同频率下,随着测试脉宽的加大,疲劳现象加剧;同时,结合缺陷对载流子的俘获和带电氧空位的迁移理论很好地解释了上述现象     

CoFe/Cu/MgAl_2O_4(001)/CoFe磁性隧道结的隧穿磁电阻效应

通过基于密度泛函理论和非平衡态格林函数的第一性原理计算,研究了CoFe/Cu/MgAl2O4(001)/CoFe磁性隧道结(MTJ)的隧穿磁电阻(TMR)效应。结果显示,在一个完整的MgAl2O4(001)晶胞上再添加三层绝缘势垒层不仅会得到更大的隧穿磁电阻,且可以得到一个相对较大的半峰值偏压Vhalf。通过在势垒层和电极之间插入非磁性材料Cu,引起隧穿磁电阻发生反转和振荡现象,分别用左端CoFe-Cu电极的态密度(DOS)和电子的自旋传输对这两种现象进行了讨论。前者主要是由于CoFe-Cu电极的态密度随Cu层的增加发生了变化,后者主要是因为隧穿电子在Cu层中形成量子阱态,发生多重散射引起的。     

Si基Bi_4Ti_3O_(12)薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法直接在p-Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了Ag/Bi4Ti3O12/p-Si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度,而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O_3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

xPb(Y_(1/2)Nb_(1/2))O_3-(1-x)Pb(Zr_(1/2)Ti_(1/2))O_3铁电陶瓷性能研究

系统地研究了 x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3三元系铁电陶瓷材料 ,测量并计算了不同组分时的压电常数 (d33 )、介电常数 (εT3 3/ ε0 )、机电耦合系数 (kp、k31 )、以及弹性柔顺系数 (s E1 1 、s E1 2 、s E3 3 ) ,对 0 .0 7Pb(Y1 / 2Nb1 / 2 ) O3- 0 .93Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3材料 ,d33 为 32 7× 10 - 1 2 C/ N,介电常数 εT3 3/ ε0 为 135 0 ,机电耦合系数 kp 大于 0 .6 ,弹性常数 SE1 1 和 SE3 3 均大于 17× 10 - 1 2 m2 / N。实现发现 ,当 x大于 0 .5 5时 ,x Pb(Y1 / 2 Nb1 / 2 ) O3- (1- x) Pb(Zr1 / 2 Ti1 / 2 ) O3不再是铁电材料     

Sb_2O_3掺杂Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷的结构与性能

采用固相反应法制备了Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,研究了Sb2O3掺杂量(x(Sb2O3)为0.5%～5.0%)对陶瓷晶相结构及介电性能的影响,分析了陶瓷电滞回线变化的原因。结果表明:Sb3+进入了Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷晶格,引起晶格畸变,且无第二相出现。随着Sb2O3掺杂量的增加,陶瓷晶粒逐渐变小变均匀,tanδ减小。Sb2O3掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷为弥散相变铁电体,在x(Sb2O3)为3.0%处弥散程度最小。     

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3 memory capacitor on Si with a polycrystalline silicon/SiO_2 stacked buffer layer

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3(PZT) thin films have been deposited on a p-type Si substrate separated by a polycrystalline silicon/SiO_2 stacked buffer layer.The X-ray diffraction peaks of the PZT thin films prepared on the polycrystalline silicon annealed at different temperatures were measured.In addition,the polarization of the Pt/PZT/polycrystalline silicon capacitor has been investigated.The memory capacitor of the metal/ferroelectric/polycrystalline silicon/SiO_2/semiconductor structure annealed at 650℃...     

Li-Mo共掺杂Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的介电弛豫

采用固相反应法制备了Ba1-xLix(Ti0.91Zr0.09)1-yMoyO3陶瓷,并研究了Li-Mo共掺杂对其相结构和介电性能的影响。结果表明:当x>0,y=0时,陶瓷为单一的四方钙钛矿结构;当x=0,y>0或x=y>0时,陶瓷出现第二相BaMoO4。在–30～+130℃,Li-Mo共掺杂时,陶瓷具有铁电–顺电弥散相变特征,随着频率的增加,介电常数峰值对应的温度tm移向高温,陶瓷由正常铁电体变成弛豫铁电体。     

Sb_2O_3掺杂Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_0.20(Zr_(0.50)Ti_(0.50))_(0.80)O_3-0.5%MnO_2压电陶瓷性能

采用二步合成法制备了掺杂z%Sb_2O_3的Pb(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_0.20(Zr_(0.50)Ti_(0.50))_(0.80)O_3-0.5%MnO_2(PZNTM)压电陶瓷(Sb_2O_3的质量分数为z=0、0.1、0.3、0.5、 0.7、0.9).探讨了不同剂量Sb_2O_3掺杂对陶瓷试样的相结构和机电性能的影响.结果表明,在1 150 ℃下烧结3 h,得到处在准同型相界附近的纯钙钛矿结构的陶瓷;随着Sb_2O_3掺杂量的增加,试样的压电常数d_(33)和机电耦合系数k_p先增大后减小,而介电损耗tan δ持续上升,机械品质因数Q_m则持续下降.当z＝0.3时,压电陶瓷的性能得到优化,d_(33)和k_p均达到最大值,分别为302 pC/N和0.60,而tan δ较小、Q_m较大,分别为0.006和880.     

Ba(Ti0.91Zr0.09)1-3x /2 MoxO3铁电陶瓷的相变弥散

采用固相反应法制备了MoO3施主掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,借助Agilent4284A、ZT—I电滞回线和d33测量仪,研究了MoO3含量对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷介电性能的影响。结果表明:掺杂MoO3能降低Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的烧结温度。当x(MoO3)为0.05时,ρv达到最佳值5.682g·cm–3;tanδ最小为0.0157;εr为2510,相变温度向高温方向移动。在所研究的组分范围内,样品表现出扩散相变铁电体的特征,但未观察到典型的介电弛豫行为。     

CuO-BaO掺杂对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3介电性能的影响

采用固相反应法制备了添加1%(质量分数)CuO-BaO混合物的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷,研究了r(Cu∶Ba)对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3铁电陶瓷烧结特性及介电性能的影响。结果表明:随着r(Cu∶Ba)的增加,Cu开始进入晶格,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的密度先增加后减小,r(Cu∶Ba)为1.5时,ρ达最大值5.85g/cm3,斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象,居里温度向低温方向移动,电滞回线呈现典型弛豫型铁电体的特征。     

CuO掺杂对Ba(Ti_(0.91)Zr_(0.09))O_3陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了CuO掺杂的Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷,借助XRD、SEM、Agilent4284A测试仪,研究了CuO掺杂对Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的结构及介电性能的影响.结果表明,CuO具有细化陶瓷晶粒的作用.随着CuO掺杂量的增加,Ba(Ti0.91Zr0.09)O3陶瓷的斜方-四方相变峰出现介电弛豫现象,相变点处的介电常数增加,并且居里峰出现相变弥散现象.当w(CuO)=0.38%时,斜方-四方相变峰的弛豫程度最大.     

MoO3掺杂Ba0.98Bi0.02(Ti0.9Zr0.1)O3陶瓷的介电性能研究

采用固相反应法制备了Ba<,0.98>Bi<,0.02>(Ti<,0.9>Zr<,0.1>)<,1-x>Mo<,x>O<,3>(x=0,0.01,0.03,0.05)陶瓷,研究了MoO<,3>掺杂对Ba<,0.98>Bi<,0.02>(Ti<,0.9>Zr<,0.1>)O<,3>陶瓷的相结构、表面形貌和介电性能的影响....     

BiFeO3/Bi4Ti3O12多层铁电薄膜的性能研究

采用sol-gel法在FTO/玻璃底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电和漏电流性质。结果表明,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜具有更低的漏电流,表现出较强的铁电性,在4.40×105V/cm的测试电场强度下,剩余极化强度为3.7×10–5C/cm2。在2.00×105V/cm的测试电场强度下,BiFeO3和BiFeO3/Bi4Ti3O12薄膜的漏电流密度分别为10–5和10–7A/cm2。