氧退火对钛酸锶钡薄膜介电常数的影响

采用氩离子束镀膜技术和硅平面工艺,在SiO2/Si衬底上淀积钛酸锶钡 (Ba1-xSrxTiO3)薄膜,研究在氧气氛中不同温度和时间的退火对薄膜的介电常数的影响。实验结果表明,在退火温度为600℃时,随着氧退火时间的增加,钛酸锶钡薄膜的相对介电常数减小;而在退火时间为30 min时,随着退火温度的增加,钛酸锶钡薄膜的相对介电常数增加。微观结构分析和极化理论解释了这一现象。     

基片对SrTiO3薄膜结构与介电性能的影响

对比研究了MgO和LaAlO3(LAO)单晶基片上采用脉冲激光法生长的SrTiO3(STO)薄膜的微观结构和介电性能。通过XRD,AFM和制备叉指电容测量的方法研究发现,在MgO基片上生长高质量(00L)织构STO薄膜需要较高的生长温度;LAO基片上的STO薄膜更加平整;而MgO上的STO薄膜具有更高的零偏压介电常数和更强的非线性介电性质。     

Au/STO/Pt三明治结构阻变存储器性质研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在Pt衬底(Pt/TiO2/SiO2/Si)上制备了SrTiO3(STO)薄膜,并对其表面特性,表面组成和结构进行了研究分析。在此基础上制备了具有三明治结构的Au/STO/Pt阻变器件,并测试了其I-V特性。结果显示:空间电荷限制电流(SCLC)机制对SrTiO3薄膜中氧空位的运输起了决定作用;薄膜界面缺陷对载流子的俘获与去俘获导致了SrTiO3薄膜I-V特性的产生。     

梯度多层BST薄膜介电性能研究

成分梯度多层钛酸锶钡薄膜具有较好的综合介电性能,包括适中的介电常数、高的介电调谐率、低的介质损耗及低的介电温度系数等,日益成为微波调制器件如移相器、滤波器、谐振器等的重要候选薄膜材料。就国内外近年来取得的重要成果进行了综述,对今后成分梯度多层BST薄膜的研究前景及方向进行了展望。     

铁电态-顺电态双层薄膜的高介电调谐

基于Landau-Devonshire自由能理论建立了热力学模型,对生长在(001)SrTiO3衬底上的PbZr0.4Ti0.6O3(PZT)/SrTiO3(STO)双层异质外延结构铁电薄膜以及不受约束的双层薄膜的介电响应与调谐率进行了研究。结果表明,在两层薄膜为无约束的自由薄膜情况下,STO厚度占双层薄膜总厚度的百分比为30%时,相对介电响应达到最大值约3.3×105,当两薄膜为异质外延结构时,其百分比为51%时,相对介电响应达到最大值约4×105。同时,调谐率还随外加电场的增大而增大,在临界百分比时,调谐率可达到约99%。     

Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响

用sol-gel法在Pt/SiO2/Si基片上制备了未掺杂和掺杂Zn的钛酸锶钡(BST)薄膜。用XRD对BST薄膜进行了物相分析,研究了Zn掺杂对薄膜的表面形貌和介电调谐性能的影响。结果表明:室温下,随着Zn加入量的增加,BST薄膜的介电常数减小,介质损耗降低,介电调谐量增加。x(Zn)为0.025的BST薄膜具有最大的优越因子(FOM),其值为29.28。     

电压敏电容双功能元件制备

为提高元件半导化原理并提高元件的氧气灵敏度,对以SrTiO3为基材的样品分别在强还原气体条件和大气条件下的N型电压敏、电容双功能元件和P型氧气敏感元件,分别测试了N型元件的压敏电压U1mA等电参数和P型元件在不同的温度下的阻温特性、氧敏特性,并进行了TPD测量。研究表明氧空位是在SrTiO3晶体中杂质扩散、实现半导化的重要条件,因此控制氧空位的浓度成为制备钙钛矿型半导体功能陶瓷元件的重要因素;还原气氛烧结产生的氧空位是材料实现N型半导化的重要手段;受主杂质所产生的氧空位促进了环境氧与晶格氧的交换,是材料实现P型半导化的重要手段,也提高了元件的氧气灵敏度。     

锰掺杂对钛酸锶铅铁电薄膜带-带跃迁和带尾吸收特性的影响

通过透射光谱研究了锰掺杂量对钛酸锶铅铁电薄膜光学特性尤其是带-带跃迁和带尾吸收特性的影响,并利用柯西色散关系获得了光学透明区的光学常数.研究表明:随着锰掺杂量的增加,钛酸锶铅铁电薄膜的禁带宽度减小而带尾能增加.禁带宽度随锰掺杂的收缩可以归因为锰3d轨道降低了导带底的能级及掺杂后晶格的减小.掺杂锰离子的随机占位和非等价掺杂后氧空位浓度的增加则是导致局域带尾态拓宽的主要原因.     

锰掺杂对钛酸锶铅铁电薄膜带-带跃迁和带尾吸收特性的影响（英文）

通过透射光谱研究了锰掺杂量对钛酸锶铅铁电薄膜光学特性尤其是带-带跃迁和带尾吸收特性的影响,并利用柯西色散关系获得了光学透明区的光学常数.研究表明:随着锰掺杂量的增加,钛酸锶铅铁电薄膜的禁带宽度减小而带尾能增加.禁带宽度随锰掺杂的收缩可以归因为锰3d轨道降低了导带底的能级及掺杂后晶格的减小.掺杂锰离子的随机占位和非等价掺杂后氧空位浓度的增加则是导致局域带尾态拓宽的主要原因.     

射频磁控溅射法制备（Ba0.7Sr0.3）TiO3铁电薄膜

采用射频磁控溅射法制备了用于非致冷红外焦平面阵列的（Ba0.7Sr0.3）TiO3（BST）铁电薄膜。研究了BST铁电薄膜的制备工艺,分析了BST铁电薄膜的晶体结构和微观形貌。测试了其介电特性,测得的相对介电常数－温度曲线表明制备的（Ba0.7Sr0.3）TiO3铁电薄膜的居里温度在室温附近,约30℃处。     

Bi_(1.5)Mg_(1.0)Nb_(1.5)O_7薄膜的介电损耗机理研究

采用射频磁控溅射法在Al2O3基片上沉积了铌酸铋镁(Bi1.5Mg1.0Nb1.5O7,BMN)薄膜,研究了不同退火条件下BMN薄膜的介电损耗机理。结果表明,充分的退火能够减小氧空位缺陷密度,并降低介电损耗。氧气气氛下退火能够有效补偿BMN薄膜中的氧空位,使得介电损耗进一步降低。这说明氧空位导致的带电缺陷损耗是BMN薄膜材料主要的介电损耗机制。此外,BMN薄膜中也存在晶界损耗机制。     

Physical properties of hematite a-Fe2O3 thin films:application to photoelectrochemical solar cells

The physical properties and photoelectrochemical characterization of aluminium doped hematite α-Fe2CO3, synthesized by spray pyrolysis, have been investigated in regard to solar energy conversion. Stable Al-doped iron (Ⅲ) oxide thin films synthesized by a spray pyrolysis technique reveals an oxygen deficiency, and the oxide exhibits n-type conductivity confirmed by anodic photocurrent generation. The preparative parameters have been optimized to obtain good quality thin films which are uniform and well adherent to the substrate. The deposited iron oxide thin films show the single hematite phase with polycrystalline rhombohedral crystal structure with crystallite size 20-40 nm. Optical analysis enabled to point out the increase in direct band-gap energy from 2.2 to 2.25 eV with doping concentration which is attributed to a blue shift. The dielectric constant and dielectric loss are studied as a function of frequency. To understand the conduction mechanism in the films, AC conductivity is measured. The     

Ce:YIG薄膜中氧空位对光吸收性能的影响

讨论了Ce替代石榴石薄膜制备条件对其光吸收性能的影响.通过引入氧空位概念,提出了溅射气氛中的氧含量对薄膜中Ce元素价态影响的理论模型.基于该模型,讨论了Ce：YIG晶体中氧空位的产生机理.研究表明,当晶格中存在过量氧空位时,会导致部分Fe^3＋被还原成Fe^2＋,使得薄膜的光吸收显著增大.实验结果证实,在Ce：YIG薄膜的晶化过程中,采用富氧气氛可以使得薄膜中Ce元素的价态以Ce^3＋离子为主而Ce^4＋离子含量较少,从而有效降低薄膜的光吸收.溅射气氛中的氧含量及后续热处理过程中氧含量的大小均会直接影响Ce：YIG薄膜的光吸收特性.     

BST/LSCO异质结构的研究

利用脉冲激光沉积法在STO(001)基片上外延生长了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电氧化物薄膜,研究了基片温度对LSCO薄膜结构和电性能的影响,并制备了Ni-Cr/BST/LSCO多层膜结构。XRD谱发现,沉积温度在450~700℃均能得到高度(00 l)取向的LSCO薄膜,LSCO(002)峰的半高峰宽FWHM=0.1°~0.2°;在LSCO薄膜上制备的BST介质膜具有良好的c轴取向和较高的表面平整度,其εr约为470,tgδ为0.036~0.060。     

Reduced Nonlinear Microwave Effects in YBaCuO Resonators on a Polarized $hbox{SrTiO}_{3}$ Thin Layer

The combination of oxides may yield the elaboration of heterostructures with new or multifunctional properties. With such a philosophy, YBaCuO superconducting thin films were grown on top of a thin $hbox{SrTiO}_{3}$ paraelectric layer to observe the interaction between their respective microwave nonlinearities. The $hbox{SrTiO}_{3}$ layer was characterized by measuring the quality factor $(Q_{0})$ of slot meander line resonators at 6 GHz and 77 K. DC biasing the paraelectric significantly improves the resonator linear and nonlinear response. This paper shows how the saturation of the nonlinear dielectric constant $(varepsilon_{r})$ and loss tangent $(tandelta)$ in the paraelectric reduces the nonlinearities.      

掺碳氧化铟薄膜的铁磁性研究

采用磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了掺碳氧化铟(In2O3:C)薄膜,溅射过程分别在衬底温度为室温和550℃的条件下进行。通过测试所制In2O3:C薄膜的XRD谱和磁化曲线,研究了In2O3:C薄膜的结构和铁磁性能,并探讨了其铁磁性的起源。结果显示,随着含碳量的增加,In2O3:C薄膜的饱和磁化强度先增大后减小;此外,氧空位缺陷浓度高的样品其铁磁性也更强,这表明氧空位缺陷与In2O3:C薄膜的铁磁性起源有直接的关系。     

嵌入电容膜（ECF）用的环氧／SrTiO3复合物

概述了高频用途的环氧／SrTiO3复合物嵌入电容膜（ECF）的开发。采用变化SrTiO3粒子填料的3种不同的SrTiO3粉,测量环氧／SrTiO3复合物嵌入电容膜的介质常数。试验数据符合判断环氧／SrTiO3复合物ECF中的SrTiO3粉的有效介质常数的Lichtenecker方程。应用矩形谐振腔法测量环氧／SrTiO3复合物ECF在千兆赫范围（1GHz、10GHz）的介质常数。在千兆赫频率范围内环氧／SrTiO3复合物ECF的介质常数几乎稳定。因此环氧／SrTiO3复合物ECF可以有效地应用于高频用途中。     

Modeling complexity of a complex gate oxide

Hafnium dioxide has been recently introduced as a gate dielectric in the field effect transistors. It belongs to a class of high dielectric constant or high-k dielectrics. We briefly discuss the structural and electronic properties of bulk hafnia, and show how oxygen vacancies believed to affect the band alignment across the metal oxide semiconductor (MOS) stack are stabilized in hafnia films next to high work function metals.     

Bi_2Cu_(0.1)V_(0.9)O_(5.35-δ)固态电解质化学溶液法的合成与性能

用化学溶液法合成了Bi2Cu0.1V0.9O5.35-δ(BICUVOX.10)材料,研究了材料的物相、表面形貌和电学特性.BICUVOX.10薄膜具有室温稳定的高电导γ相.在LaNiO3/Si衬底上,BICUVOX.10薄膜具有(001)择优取向,平均晶粒大小约为200nm.低频范围的介电损耗来源于氧空位的短程扩散,BICUVOX.10薄膜主要表现为晶粒电导特性.BICUVOX.10薄膜中氧离子电导激活能约为0.3 eV,氧离子电导率约为5×10-2S.cm-1.