Pb过量和种子层对PLZT薄膜的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备不同Pb过量(未过量、10%、15%)和引入不同厚度(0、100nm、500nm)锆钛酸铅(PZT)缓冲层的锆钛酸铅镧(PLZT)反铁电薄膜,通过原子力显微镜、X线衍射表征分析薄膜的微观结构。结果表明,过量10%的Pb组分有助于形成钙钛矿结构,获得较大的晶粒尺寸和理想的粗糙度;100nm的PZT缓冲层的引入有利于PLZT薄膜晶化,形成较致密、结晶状况良好的薄膜。     

ITO／PLZT薄膜湿法刻蚀研究

介绍了一种锆钛酸铅镧(PLZT)基铟锡氧化物(ITO)薄膜的湿法刻蚀法。用V(HCl)∶V(HNO3)∶V(H2O)=50∶3∶50的混合溶液对ITO进行不同温度的刻蚀试验。通过扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)分析表明,在35℃经30 nm/min刻蚀能得到图形边缘质量良好和表面无残留物的ITO图形;在同等条件下刻蚀的PLZT薄膜,刻蚀速率不及ITO的2%,表明该刻蚀方法具有良好的选择性。     

直接感光法制备锆钛酸铅镧薄膜图形及其性能

采用化学修饰溶胶凝胶工艺,以PVP为薄膜开裂抑制剂,以苯酰丙酮为化学修饰剂,利用其与金属盐形成的配位螫合物结构,合成了具有紫外光感应特性的锆钛酸铅镧(Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O3,PLZT)前驱溶胶;对单次提拉得到的凝胶薄膜进行直接感光法图形制备;通过后续热处理,在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上得到了具有钙钛矿结构的PLZT薄膜图形,其最终热处理后的膜厚约为260nm,剩余极化强度约为6.7μC/cm2,矫顽场强约为77kV/cm,相对介电常数约为356,介电损耗约为0.02,漏电流密度小于10-2μA/cm2,极化疲劳特性可达107以上.     

直接感光法制备锆钛酸铅镧薄膜图形及其性能

采用化学修饰溶胶凝胶工艺,以PVP为薄膜开裂抑制剂,以苯酰丙酮为化学修饰剂,利用其与金属盐形成的配位螫合物结构,合成了具有紫外光感应特性的锆钛酸铅镧(Pb0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)O3,PLZT)前驱溶胶;对单次提拉得到的凝胶薄膜进行直接感光法图形制备;通过后续热处理,在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上得到了具有钙钛矿结构的PLZT薄膜图形,其最终热处理后的膜厚约为260nm,剩余极化强度约为6.7μC/cm2,矫顽场强约为77kV/cm,相对介电常数约为356,介电损耗约为0.02,漏电流密度小于10-2μA/cm2,极化疲劳特性可达107以上.     

集成光学器件的PLZT薄膜溶胶-凝胶法制备与性能研究

在掺铌钛酸锶(NST)的衬底上, 通过加入抑制开裂剂聚乙二醇对异辛基苯基醚(triton X-100), 利用溶胶-凝胶法制备了厚达4.6μm的 锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜,从而有效地减小了其在集成光学器件应用中的传输损耗。实验分析 了triton X-100的加入量对薄膜质量的影响,并通过优化triton X-100的加入量可有效抑制薄 膜开裂。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、棱镜耦合波导 测试仪和台阶 仪等对制备的薄膜性能进行分析。结果表明,经过650℃快速退火处 理后,得到了表面平整度小于30nm、 粒径为50~100nm的钙钛矿结构PLZT薄膜,测得PLZT(8/65/35)和PL ZT(11/65/35)薄膜在 1550nm波长处的折射率分别为2. 4029和2.388。本文方法制备的 薄膜可以用于PLZT电光器件的制作。     

基于掺镧锆钛酸铅电光材料的光学相控阵光束扫描器

基于掺镧锆钛酸铅(PLZT)电光陶瓷材料的光学特性,提出了一种具有上下电极结构的光学相控阵高速光束扫描器。在理论上,分析了具有这种结构的光学相控阵的光束电光偏转特性和机制;在实验上,分析了掺镧锆钛酸铅材料的相位调制特性和损耗特性,制作了相关的光学相控阵器件,并构建了相应的测试系统,获得了光束在空间的角度偏转,与理论分析结果相符。     

PLZT透明光电陶瓷的无压烧结制备工艺研究

采用传统无压常规烧结工艺制备了锆钛酸镧铅(PLZT)光电陶瓷,通过光学显微和扫描电子显微技术研究了其微观结构和组织形貌,分析了PLZT陶瓷中微观孔隙的分布规律及其对样品厚度的依赖关系,当样片厚度小于0.5 mm时就可获得高质量的透明PLZT陶瓷,其可见光波段的光学透射率达70％。     

PLZT透明光电陶瓷的无压烧结制备工艺研究

采用传统无压常规烧结工艺制备了锫钛酸镧铅(PLZT)光电陶瓷，通过光学显微和扫描电子显微技术研究了其微观结构和组织形貌，分析了PLZT陶瓷中微观孔隙的分布规律及其对样品厚度的依赖关系，当样片厚度小于0．5mm时就可获得高质量的透明PLZT陶瓷，其可见光波段的光学透射率达70％．     

循环间歇溅射工艺对PLT薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射技术利用循环间歇溅射工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了镧钛酸铅(PLT)薄膜。通过原子力显微镜、X-射线衍射仪分析了循环间歇溅射工艺对薄膜形貌、结构和铁电性能的影响。实验结果表明,相比于连续溅射工艺,循环间歇溅射工艺的基片温度较低,且制得的PLT薄膜晶粒细小、均匀,结构致密。薄膜具有纯钙钛矿型结构,循环次数从1次增加到3次,其(100)和(200)峰衍射强度逐渐增强,结晶性提高,铁电性能逐渐增强,其饱和极化强度由28μC/cm2增大到53μC/cm2,剩余极化强度由5μC/cm2增大到12μC/cm2。循环4次溅射后,薄膜的结晶性和铁电性开始下降。     

硅衬底上PZT薄膜的制备及其特性分析

利用溶胶-凝胶提拉技术在低阻硅衬底上以钛酸铅(PT)作缓冲层,成功地制备了锆钛酸铅(PZT)高介电常数介质膜,其锆钛组分比为45∶55.研究了薄膜结晶状态与制备条件的关系及相应的介电、铁电特性.结果表明,用这种方法制备的PZT薄膜在800℃退火15min晶化已相当完善,以(110)为择优取向;这些样品的结晶尺度根据衍射峰的半高宽估计为14～25nm左右;采用Sawyer-Tower电路和LCR电桥测试法获得的结果表明,经过800℃退火15min的PZT样品,其剩余极化强度为47.7μC/cm2,矫顽场强为18kV/cm,介电常数为158,损耗因子为0.04～0.055.     

ITO玻璃衬底上PLZT铁电薄膜的制备与电性能

用sol-gel法在掺Sn的In2O3导电透明膜(ITO)衬底上,制备了La掺杂的PbZr0.5Ti0.5O3(PLZT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜的铁电、介电和漏电性质的影响。结果表明,x(La)为5%的PLZT薄膜经650℃退火,有优良的铁电特性,外加15V电压下,剩余极化强度为35.4×10–6C/cm2,矫顽场强为111×103V/cm。100kHz时的εr和tgδ分别为984和0.13。在外加电场小于9V时,薄膜的漏电流密度不超过10–8A/cm2。     

La掺杂对BLT薄膜微观结构与性能的影响

采用sol-gel工艺低温制备了Si基Bi4–xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,600～650℃退火处理的BLT薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦绿石相或其它杂相,薄膜为多晶生长;La掺杂量x在0.5～0.85的BLT薄膜介电与铁电性能优良,其εr和tanδ分别介于284～289和(1.57～1.63)×10–2,4V偏压下薄膜的漏电流密度低于10–8A/cm2,Pr可达(13.0～17.5)×10–6C/cm2,Ec低至(102.5～127.8)×103V/cm。     

退火温度对WO_3薄膜结构及气敏性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了WO3薄膜,并在350~550℃时对薄膜进行退火处理,研究了退火温度对薄膜结构及气敏性能的影响。结果表明:退火前及350℃退火后的薄膜为非晶态,450℃和550℃退火后的薄膜为WO3–x型晶态;随退火温度的提高,薄膜厚度增加,晶粒度增大。550℃退火后薄膜的厚度,较450℃退火后薄膜厚30nm,晶粒度相差8nm;450℃和550℃退火后的薄膜,在150℃时对体积分数为0.05%的NO2的灵敏度接近于22。     

Dielectric Characteristics of Ba_(0.65)Sr_(0.35)TiO_3 Thin Films by Sol-Gel Method

Ferroelectric Ba0.65Sr0.35TiO3(BST) thin films on the Pt/Ti/SiO2/Si substrate have been successfully prepared by sol-gel. Such films have approximately 300 nm thicknesses with a remnant polarization of about 2.95 μC/cm2 and a coercive field of about 21.5 kV/cm. The investigations of X-ray diffraction and atomic force microscopy show that the BST films annealed at 650 °C exhibit a tetragonal structure and that the films dominantly consist of large column or grains of about 89 nm in diameter. The curves of the temperature dependence of dielectric coefficient in different frequencies display the curie transition at the temperature around 23 °C. The dielectric loss tangent of BST thin films at 100 kHz is less than 0.04. As a result,the BST thin films are more applicable for fabrication of infrared detector compared with the BST thin films reported previously.     

Dielectric Characteristics of Ba0.65Sr0.35TiO3 Thin Films by Sol-Gel Method

Ferroelectric Ba0.65Sr0.35TiO3 (BST) thin films on the Pt/Ti/SiO2/Si substrate have been successfully prepared by sol-gel. Such films have approximately 300 nm thicknesses with a remnant polarization of about 2.95 C/cm2 and a coercive field of about 21.5 kV/cm. The investigations of X-ray diffraction and atomic force microscopy show that the BST films annealed at 650 ℃ exhibit a tetragonal structure and that the films dominantly consist of large column or grains of about 89 nm in diameter. The curves of the temperature dependence of dielectric coefficient in different frequencies display the curie transition at the temperature around 23 ℃. The dielectric loss tangent of BST thin films at 100 kHz is less than 0.04. As a result, the BST thin films are more applicable for fabrication of infrared detector compared with the BST thin films reported previously.     

Low-threshold-voltage thin-film electroluminescent devices

ZnS: Mn thin-film electroluminescent (EL) devices having a low-threshold voltage of about 50 V have been developed by utilizing ferroelectric PbTiO3a and PLT thin films as insulating layers. The ferroelectric PbTiO3and PLT thin film have a considerably high dielectric constant of 190, above 80-percent transparency, and breakdown strength of more than 500 kV/cm. The threshold voltages of 45 and 60 V have been achieved by the device using PLT and PbTiO3thin films, respectively. These values are approximately four times lower than those of reported thin-film EL devices. The developed EL device provides the practical available level of brightness, typically 300 fL at 60 V with the maximum level of more than 800 fL. A typical luminous efficiency is measured as 2.7 lm/W. The very slight change in the threshold voltage during an initial aging treatment is found to be less than 10 V, which is about one order of magnitude smaller than that observed in the conventional EL device using an Y2O3thin film as the insulating layer. A series of technical data on the fabrication processes of the PbTiO3and PLT thin films and performances of the developed EL device have been presented and discussed.     

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

（Ba0.5Sr0.5）TiO3铁电薄膜的制备工艺及电学性质研究

采用溶胶 凝胶方法制备出纯立方钙钛矿相、介电性能和漏电流特性良好的 (Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 铁电薄膜 .研究发现 ,随着烧结温度的升高 ,(Ba0 .5Sr0 .5)TiO3 薄膜纯度和结晶度增高 ,介电常数提高 ,漏电流密度降低 .在 75 0℃进行保温 1h热处理的薄膜性能较好且稳定 :在室温下测得薄膜介电常数为 2 5 0 ,介电损耗为 0 .0 30 ,漏电流密度为 6 .9× 10 -8A/cm2 .较高的介电常数、较低的漏电流密度可能源于良好的纯度和结晶度 .进一步研究表明 ,薄膜导电遵从空间电荷限制电流机制 .     

Au/Si基片上沉积Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_7薄膜介电性能的研究

采用磁控溅射法在Au/Si基片上制备了铌酸锌铋BZN(Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7)薄膜。在基片温度200℃、本底真空1×10-3Pa条件下,BZN靶溅射0.5h,作为自缓冲层;然后在400℃下溅射1.5h,薄膜总厚度为200nm,650℃原位真空退火1h。XRD分析显示该薄膜为〈222〉单一取向,结晶良好;AFM扫描显示表面平整;测试表明不同频率下薄膜的性能没有大的改变。实验证明,选用电阻率较小的Au电极材料有利于器件性能的提高,实验得到介电常数可调率约20%、损耗为0.002~0.004。