Si衬底(Pb1-xSrx)TiO3系铁电薄膜的制备与性能研究

性能优良的 Si衬底铁电薄膜的制备对制作 Si基单片集成非制冷焦平面阵列 (UFPA)器件意义重大。文中采用磁控测射技术在 Si衬底上成功地制备了 (Pb1 - x Srx) Ti O3系铁电薄膜 ,该薄膜以 LSCO/ITO复合薄膜作底电极 ,Au薄膜作顶电极 ,其制备工艺可与 Si微电子技术兼容。测试结果表明 ,其微观结构致密 ,绝缘性较好 ,电阻率可高达 1 0 1 1 Ω· cm量级 ,介电常数与热释电系数分别可达 1 0 2 及 1 0 - 2 μC/cm2 K量级。     

掺杂(Pb1－xSrx）TiO3系铁电陶瓷材料

通过掺杂 ( Pb1-x Srx) Ti O3( PST)系铁电陶瓷的制备 ,初步研究了掺杂、烧结温度、测试频率等对 PST系陶瓷材料介电性能的影响。在相同的 Pb/ Sr配比下 ,La2 O3掺杂较同样份量的 Mn O2掺杂所制得的样片的温度系数要高 ,介电损耗要小 ,而适当高的烧结温度有利于其介电性能的改善。随着测试频率的增加 ,测得的材料介电常数略有下降 ,而居里温度与温度系数基本维持不变。     

(Ba_(1-x)Sr_x)TiO_3薄膜的制备及性能的研究

选用 Ba(C2 H3O2 ) 2 、Sr(C2 H3O2 ) 2 · 1/ 2 H2 O和 Ti(OC4H9) 4为原材料 ,冰醋酸为催化剂 ,乙二醇乙醚为溶剂。用改进的溶胶 -凝胶技术在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si基片上成功地制备出钙钛矿型结构的 (Ba1 - x Srx) Ti O3薄膜。该薄膜是制备铁电动态随机存取存储器、微波电容和非致冷红外焦平面阵列的优选材料 ;分析了薄膜的结构 ;测试了薄膜的介电和铁电性能。在室温 10 k Hz下 ,(Ba0 .73Sr0 .2 7) Ti O3薄膜介电系数和损耗分别为 30 0和 0 .0 3。在室温 1k Hz下 ,(Ba0 .95 Sr0 .0 5 ) Ti O3薄膜剩余极化强度和矫顽场分别为 3μC/ cm2和 5 0 k V/ c     

溶胶–凝胶法制备 Pb(Zrx, Ti1–x)O3 薄膜研究进展

Pb(Zrx, Ti1-x) (PZT)铁电薄膜因具有优良的铁电性、压电性、热释电性和声光性能而受到广泛关注,其电、光性能与其制备过程密切相关。简要介绍了 PZT 薄膜制备工艺流程,系统地从前驱体溶液、摩尔比 r(Zr:Ti)、热处理工艺、电极材料以及掺杂改性等五个方面概述了 sol-gel 法制备 PZT 薄膜的研究进展,并指出了目前 sol-gel 法制备 PZT 铁电薄膜研究中存在的一些问题以及未来的研究方向。     

化学溶液法制备的Ba0.9Sr0.1TiO3薄膜的结构及光学特性研究

采用高度稀释的前驱体溶液在LaNiO3(LNO)薄膜上沉积了Ba0.9Sr0.1TiO3(BST)薄膜。X-射线衍射分析表明BST薄膜呈高度的（100）择优取向。原子力显微镜测量发现制备的BST薄膜具有大的晶粒尺寸80-200nm。用椭偏光谱仪测量了光子能量为0.7-3.4eV范围内BST薄膜的椭偏光谱，用Cauchy模型描述BST薄膜的光学性质，获得了BST薄膜的光学常数谱和禁带宽度Eg=3.36eV。     

溶胶-凝胶法制备(Pb0.76Ca0.24)TiO3薄膜及性能研究

以硝酸钙、醋酸铅和钛酸丁酯为原料，甲醇做溶剂，乙酰丙酮为稳定剂。用简单的溶胶－凝胶法和快速退火工艺在Pt/Ti/SiO2/Si(100）基片成功地制备出四方钙钛矿相（Pb0.76Ca0.24）TiO2(PCT）薄膜。用原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的表面和断面形貌；测试了薄膜的铁电和介电特性。PCT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为36μC/cm^2和240kV/cm^2，在100kHz，薄膜的介电常数和损耗因子分别为295和0.027。     

(Pb1-xSrx)TiO3系铁电薄膜的极化反转特性

采用磁控溅射技术在Si基底上制备了(Pb1-xSrx)TiO3(简称PST)铁电薄膜,采用双极性、双脉冲方波电压测试了其极化反转特性。测试结果表明,所制备的PST铁电薄膜的电流密度峰值达10-4A/mm2量级,开关时间可达1.0 ms左右,极化反转特性较好,有望未来在Si基集成单片红外探测焦平面阵列研制中加以应用。     

高度择优取向(111)PbTiO3薄膜的制备及光学特性

单一取向铁电薄膜是大家长期以来研究的目标之一，文中采用组合靶射频溅射在白宝石（α-Al2O3)衬底上制备出具有较好的（111）择优取向的PbTiO3薄膜。从薄膜的光学射射谱计算所得的折射率和波长的关系能够较好地符合单振子模型，由此得出了薄膜在400－2400nm区域的折射率变化，在长波极限时薄膜的折射率为2．51。     

Pb1-xMnxTe稀磁半导体外延薄膜的光学特性

采用分子束外延(MBE)方法在BaF2(111)衬底上生长了不同Mn组分的Pb1-xMnxTe(0≤x≤0.012)稀磁半导体薄膜.通过波长为3.0~11.0μm中红外透射谱的分析并应用透射光谱上干涉峰峰值的位置计算获得了Pb1-xMnxTe薄膜的折射率,由最小平方根拟合得到折射率的一阶Sellmeier色散关系.在吸收边附近,通过直接跃迁吸收系数与光子能量的关系外推得到其光学带隙.结果表明,在中红外区域其折射率随着Mn含量的增加而减小,其光学带隙则随着Mn含量的增加而增大,在温度T=295K时,随着Mn含量x由0变化到0.012,其光学带隙Eg由0.320eV增加到0.370eV.     

制备条件对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

借调节sol-gel法中溶胶的pH值,薄膜的热处理温度,研究了它们对TiO2薄膜的晶相组成、晶粒大小、表面结构和紫外及可见光吸收性能的影响。结果表明:pH为7时有利于TiO2由锐钛矿向金红石相转变,薄膜的孔隙度为94nm,有较高的表面粗糙度。pH值升高,TiO2薄膜的孔隙度和颗粒度增大;热处理温度升高,薄膜的紫外吸收发生红移,可见光波段透射率降低,故最佳热处理温度为500℃。     

sol-gel法制备ZAO薄膜的结构与光学性能研究

采用溶胶—凝胶法在普通玻璃衬底上制备了ZAO(ZnO:A1)薄膜,利用XRD、SEM、紫外—可见光谱和光致发光光谱对所制备的AZO薄膜进行了表征,研究了ZAO薄膜的结构和光学性能.结果表明:ZAO薄膜的微晶晶相与ZnO一致,且具有c轴择优取向;ZAO薄膜在可见光区的透过率超过了88％,在350～575 nm范围内有强的...     

B掺ZnO薄膜的制备及其光学性能研究

利用溶胶-凝胶法(sol-gel)在玻璃和硅衬底上生长了B掺杂量分别为0 at％、0.5at％、1.0 at％、2.0 at％、3.0 at％、4.0 at％的ZnO薄膜.采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、紫外-可见(ultraviolet-visible,UV-Vis)分光光度计等测试手段对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征.结果 表明:所制备的样品在2θ=34.4°左右出现了ZnO晶体的(002)衍射峰,说明制得的样品具有六方纤锌矿结构.并且(002)衍射峰的半高宽先变小后变大,这说明衍射峰的强度是先加强后减弱,证明其晶粒尺寸是先增大后减小.当B掺杂量为3.0 at％时,样品沿(002)方向择优取向生长最为明显,薄膜上的晶粒生长均匀、致密.B掺氧化锌(BZO)薄膜在可见光区的透过率随B3+的掺杂量的增加先增加后减小,并出现轻微蓝移的现象.当掺入B3+的量为3.0 at％时,薄膜结晶质量最好,表面最为均匀、致密,透过率达到90％.     

sol-gel 法制备ATO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在玻璃衬底上制备ATO(SnO2∶Sb)薄膜,并用XRD、SEM、紫外-可见光谱和光致发光对薄膜进行了表征,研究了ATO薄膜的结构和光学性能。结果表明:ATO薄膜微晶晶相与SnO2一致,仍然是四方金红石结构;ATO薄膜在可见光区的透过率超过80%,当r(Sb∶Sn)为0.15时,ATO薄膜的透过率最高达87%;ATO薄膜在344～380nm处有一个很强的紫外-紫光发射带,随着Sb掺杂量的增加,发射峰逐渐变强,在r(Sb∶Sn)为0.25时,发射峰相对强度达302.4。     

ZnO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在石英衬底上制备了ZnO薄膜,通过改变溶胶浓度、涂敷层数及退火温度,研究了ZnO薄膜的形貌、结构性能及光学性能。结果表明,薄膜具有六方纤锌矿结构,表面均匀致密,晶粒大小在25～35nm之间,Zn含量为0.8mol/L的溶胶经旋涂并在500℃下退火1h后可获得最高的可见光透射率,平均透射率约为94%。获得的ZnO薄膜的光学带隙在3.27～3.29eV之间。     

BaxSr（1—x）TiO3多层膜椭偏光谱研究

用溶胶－凝胶技术在Bi(100）衬底上制备了单层和渐变型多层的BaxSr(1-X)TiO3薄膜，其膜层组分分别为：Ba0.7Sr0.3TiO3,Ba0.8Sr0.2TiO,Ba0.9Sr0.1TiO3,BaTiO3，对生长制备出的多层BaxSr(1-X)TiO3薄膜进行了变角度椭偏光谱测量，通过椭偏光谱解谱分析研究，首次得到了BaxSr(1-X)TiO3多层膜结构不同膜层的膜厚和光学常数，其结果显示：椭偏光谱分析得到的不同膜层的膜厚与卢瑟福背向散射测量得到的结果基本相符；渐变型多层膜中BaTiO3薄膜的折射率比单层BaTiO3薄膜折射率大许多，与体BaTiO3的折射率相接近，这说明渐变型多层膜中BaTiO3薄膜的光学性质与体材料的光学性质接近。     

半导体氮化物AlInN的光学性质

测量了AlInN薄膜(包括InN和AIN)的透射和反射光谱,结合四层透射和反射模型得到AlInN的一系列变温光学性质,包括吸收系数、能带带隙、乌尔巴赫带尾参数、折射率等等.采用一套经验公式,描述InN薄膜在本征吸收区和乌尔巴赫吸收区的吸收系数.发现带隙以下,AIN薄膜的折射率遵守Sellmeier经验公式.用基于态密度...     

复合钒钛酸干凝胶薄膜的湿敏特性研究

采用sol-gel法制备了复合钒钛酸干凝胶(H2V10Ti2O30-y·nH2O)薄膜,并对其湿敏特性进行了研究。结果表明:该薄膜为层状结构。用此薄膜制备的湿敏元件,在RH为11%～95%的范围内,感湿特性曲线线性好,其响应、恢复时间分别为5s和20s,湿滞为RH2%,感湿温度系数为RH0.45%/℃,并具有良好的稳定性。H2V10Ti2O30-y·nH2O干凝胶薄膜湿敏元件的灵敏度和湿滞均优于复合钒酸(H2V12O31-y·nH2O)干凝胶薄膜湿敏元件。