铅基钙钛矿型结构铁电薄膜的介电及热释电性能研究

用改进的溶胶－凝胶旋转涂履技术,在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ基片上研制出了１－２μｍ厚,具有钙钛矿型结构的ＰｂＴｉＯ３、ＰＬＴ和ＰＺＴ铅基铁电薄膜。该类铁电薄膜具有良好的结晶特性、优异的介电和热释电性能。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

沉积在Pt电极上的铁电PZP薄膜特性

研究了射频磁控溅射沉积在Ｐｔ电极上的Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ２薄膜特性。经过不同温度退火处理后得到了钙钛矿结构的ＰＺＴ薄膜。在对其结构的形成和变化进行研究的基础上，探讨了薄膜ＰＺＴ相的形成机理。其电性能的测试表明，这种铁电ＰＴ（５３／４７）薄膜具有较好的铁民性能和疲劳特性。在６００℃下ＰＺＴ薄膜的剩余极化强度Ｐｒ为２４．８μＣ／ｃｍ＾２，矫顽场强度Ｅｃ为７０ｋＶ／ｃｍ。２１０ｋＶ／ｃｍ的     

快速热处理对PZT薄膜的微结构及电性能的影响

采用改进的溶胶一凝胶技术,在Ｐｔ／Ｔｉ／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）基片上制备了太电ＰＺＴ薄膜,用ＸＲＤ和ＡＦＭ技术分析了不同热处理工艺条件下ＰＺＴ薄膜的微观形貌变化及相结构演化,系统测试了ＰＺＴ薄膜的铁电性能。工艺－结构－性能研究结果表明：快速热处理工艺（ＲＴＡ）有利于ＰＺＴ薄膜保持较低的漏电流密度,热处理温度是影响晶粒大小的主要因素,而保温时间则对ＰＺＴ薄膜的致密性、晶粒均匀度和晶界结合     

PZT—NiTi铁电—铁弹多层膜的制备及表征

用溶胶－凝胶法制备了ＰＺＴ压电薄膜,研制了Ａｕ／ＰＺＴ／ＰＴ／ＴｉＯ２／ＮｉＴｉ／Ｓｉ（１００）多层膜结构,用ＸＲＤ,ＡＦＭ,ＴＥＭ－ＥＤＸ和ＳＡＤ技术考察了薄膜的表面形貌,相结构演化,以及面的元素分布特性。结果表明：ＰＺＴ膜与ＮｉＴｉ合金膜的结合良好,稳定;ＰＴ层的引入,使无定型ＰＺＴ薄膜在５５０℃退火后,转变为钙钛矿结构,降低了晶化温度,并有效地抑制焦碌石相的形成;ＮｉＴｉ薄膜结晶良好;ＴｉＯ     

用快速胶凝法制备无机氧化铝膜

用溶胶快速胶凝法制备了无龟裂的氧化铝膜． 勃姆石凝胶膜的厚度与喷雾距离、时间和溶胶的浓度之间的关系为δ∝ｃｔ／ ｄ２ ． 适宜的溶胶（ Ａｌ Ｏ Ｏ Ｈ） 浓度为０ ．５ ～１ ．４ｍｏｌ／ Ｌ,粘度应小于２５ ×１０ － ３ Ｐａ·ｓ．用此法可制备厚度为０ ．０５μｍ 的超薄负载氧化铝膜和厚度为０ ．２ｍ ｍ 的无龟裂的无负载氧化铝膜． 利用 Ｘ 射线衍射、透射电镜研究了不同温度时的物相和膜的截面、表面的形貌． γ Ａｌ２ Ｏ３ 膜的晶粒大小均匀, 以长形晶粒为主, 形成了较均匀的孔结构, 微孔孔径约为３ｎｍ     

Pb（Zr_（0．52）Ti_（0．48））O_3铁电薄膜的脉冲准分子激光沉积

用ＡｒＦ脉冲准分子激光在ＳＯＩ和Ｐｔ／ＳＯＩ衬底上沉积了Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ＿３铁电薄膜，并用快速退火进行热处理。ｘ射线衍射、卢瑟辐背散射等分析表明：所结晶的薄膜是以（１００）和（１１０）为主要取向的多晶膜，且结晶情况与热处理温度和时间密切相关；ＰＺＴ薄膜呈现铁电性，其剩余极化Ｐｒ＝１５μｃ／ｃｍ￣２，矫顽电场Ｅｃ＝５０ｋＶ／ｃｍ；并且具有较高的介电常数和较高的电阻率。     

Pb（Zr0.52Ti0.48）O3铁电薄膜的脉冲准分子激光沉积和快速…

用ＡｒＦ脉冲准分子激光在ＳＯＩ和Ｐｔ／ＳＯＩ衬底上沉积了Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３铁电薄膜，并用快速退火进行热处理。Ｘ射线衍射，卢瑟辐背散射等分析表明：所结晶的薄膜是以（１００）和（１１０）为主要取向的多晶膜，且结晶情况与热处理温度和时间密切ＰＺＴ薄膜呈现铁电性，其剩余极化Ｐｒ＝１５μｃ／ｃｍ＾２，矫顽电场Ｅｃ＝５０ｋＶ／ｃｍ；并且具有较高的介电常数和较高的电阻率。     

铁电PLZT薄膜的钙钛矿型结构与性能的研究

讨论了用射频磁控溅射沉积的ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷薄膜的结构和铁电性能。研究表明，在不加热的Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ衬底上沉积ＰＬＺＴ薄膜即钙钛矿型的高度取向薄膜，没有绿石相出现，同时具有很好的微观结构；增加薄膜的厚度导致ａ轴取向的增长；火处理有助于ＰＬＺＴ薄膜的钙钛矿相的增长并在薄膜中出现了蔷薇状共晶组织。这种ＰＬＺＴ薄膜的剩余极化强度、矫顽场强度分别为２２．９μ／ｃｍ＾２和６２．４ＫＶ／ｃｍ     

Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的制备、结构及性能研究

研究了一种以乙二醇为稳定剂的新的ＢＳＴ前驱液,用ｓｏｌ－ｇｅｌ法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）基底上成功地制备出具有优良电学性能的Ｂａ_０．７Ｓｒ_０．３　ＴｉＯ_３薄膜．乙二醇的加入有效地增加了前驱液的稳定性,并降低薄膜的结晶温度．利用ＸＲＤ、ＤＴＡ等技术分析了凝胶热处理过程中相变化情况及薄膜厚度与成相的关系．厚度 ２００ｎｍ,Ｏ_２气氛中 ７００℃处理 １５ｍｉｎ后的 ＢＳＴ薄膜具有良好的介电性能,１００ｋＨｚ时介电常数ε＞４００,介电损耗 Ｄ＜０．０２;Ｐ—Ｅ电滞回线说明薄膜具有良好的铁电性能,剩余极化只约为１．４μＣ／ｃｍ^２,矫顽场强 Ｅ_ｃ约为 ４８ｋＶ／ｃｍ．     

PZT铁电薄膜Sol-Gel技术制备和电性能研究

以乙酸铅(Pb(CH₃COO)₂·3H₂O)、钛酸四丁酯(Ti(OC₄H₉)₄)、硝酸锆(Zr(NO₃)₄·5H₂O)替代锆醇盐为原料,通过在Pt/Ti/SiO₂/si基片与PZT薄膜之间引入PT种子层,采用改进的sol-gel工艺制备出无裂纹,致密性好,晶粒尺寸小且分布均匀的单一钙钛矿结构的Pb(Zr_0.53Ti_0.47)O₃铁电薄膜.实验结果表明,具有PT种子层的PZT铁电薄膜电性能较好.经600℃热处理的具有PT种子层的PZT薄膜,在1kHz测试频率下,其剩余极化强度和矫顽场分别为20μC/cm²和59kV/cm,介电常数和介电损耗分别为385和0.030.     

LiTa3O8薄膜制备与电性能研究

以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物, 用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa₃O₈铁电薄膜. 经XRD图谱对比, 该薄膜结构不同于LiTaO₃晶体结构, 与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa₃O₈薄膜表面均匀平整无裂纹, 膜厚约为1μm. 实验结果表明, 在450kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜剩余极化强度P_r为9.3μC/cm², 矫顽场强E_c为126.8kV/cm; 在9.5kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜漏电电流为8.85×10^-9A/cm², 比LiTaO₃薄膜漏电小; 在1kHz时, LiTa₃O₈薄膜介电常数为58.4, 介电损耗为0.26. 溶胶-凝胶法制备的 LiTa₃O₈薄膜结晶温度比LiTaO₃薄膜高50℃以上.     

PZT95/5铁电陶瓷的掺杂改性研究

采用固相烧结法制备锆钛酸铅95/5(PZT95/5)材料,以“相同化合价,不同原子半径;相近原子半径,不同化合价”的原则,选择了碱金属族、碱土金属族元素的碳酸盐以及Fe₂O₃、SiO₂、Nb₂O₅、WO₃等作为掺杂物分别对其进行掺杂改性.研究了掺杂对材料介电性能、极化性能和低温-高温铁电相的相变温度的影响.发现受主掺杂使得材料的介电常数降低,施主掺杂使得材料的介电常数提高;剩余极化随着掺杂离子的化合价增大而增大;制备得到了低温-高温铁电相相变在15℃的铁电材料,在实际应用上有重要意义.     

热丝CVD生长SiCN薄膜的研究

在HFCVD系统中采用SiH₄/CH₄/H₂/N₂混合气体成功的制备了SiCN薄膜.SEM照片显示制备的SiCN薄膜由棒状结构构成,而在HRTEM下发现这些棒状结构是由生长在无定型SiCN基体当中的纳米晶粒组成的.进一步的SAED和XRD分析说明SiCN纳米晶粒具有类似于α-Si₃N₄的结构.XPS和FTIR分析表明薄膜中含有Si、C、N和O几种元素以及C=N、Si-N和C-N等共价键,但是并没有观察到C-Si的存在.由实验得出结论,SiCN晶体的生长包括两个步骤:α-Si₃N₄团簇的生长和C取代其中Si的过程.     

Effects of sol infiltration on the screen-printed lead zirconate titanate thick films

Ferroelectric PZT(60/40) thick films were fabricated by the screen-printing method and the PZT precursor solution was spin-coated on the thick films to obtain a densification. Structural and electrical properties of the thick films with the treatment of sol coating were investigated. The lattice constant of PZT thick films was 0.4073 nm and there is no dependence on the number of sol coatings. The thickness of PZT films obtained by one screen-printing was approximately 16 μm. The relative dielectric constant increased and dielectric loss decreased with the increase in the number of sol coatings, and the values of the 15-coated PZT-15 film were 369 and 2.16% at 1 kHz, respectively. The remanent polarization, coercive field, and breakdown strength of the PZT-15 thick film were 23.2 μC/cm², 18.03 kV/cm and 78 kV/cm, respectively.     

MOD制备的PZT薄膜的相结构发展和成分分析

采用MOD工艺制备了PZT薄膜,利用XRD和TEM研究了焦绿石相向钙钛矿相的转变过程．制备在Pt／Ti／SiO₂／Si衬底上的PZT薄膜,其XRD分析显示焦绿石相在600℃完全转变为钙钛矿相;与之相比,Pt箔上无支持的PZT薄膜,其TBM分析表明PZT焦绿石相完全转变为钙钛矿相的温度更高,且与薄膜的厚度有关．XPS研究表明,薄膜表面含有化学吸附氧和污染碳,无其它杂质存在.表面富含少量Pb,其Zr／Ti比与化学计量比一致,但晶格中缺氧．     

软溶胶-凝胶法制备LiCoO2薄膜电极

采用软溶胶-凝胶技术在金属Ni基体上一步合成LiCoO₂薄膜电极.其合成条件是:含钴离子和锂离子的溶液、反应温度100℃、反应压力0.1MPa、电流密度0～10mA/cm²、反应时间20h.XRD、XPS、SEM、循环伏安和恒电流充、放电等测试表明:薄膜电极LiCoO₂晶体为R3m型结构;薄膜具有(101)方向的择优取向,其大小均匀、直径约为0.3μm的晶粒层状生长,层与层之间结合较紧密且有较多微孔;薄膜电极表现为多孔电极,具有良好的电性能.软溶胶-凝胶法制备薄膜电极,工艺流程短、能耗低,具有很大的发展潜力.     

偏高岭土水热合成高硅SAPO-5分子筛及其表征

以具有一定活性的偏高岭土兼作铝源与硅源,正磷酸作磷源,三乙醇胺和十六烷基三甲基溴化铵为复合模板剂,采用分段晶化的方法水热合成了高硅磷酸硅铝分子筛(SAPO-5). 利用X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（FTIR）、扫描电镜(SEM)、²⁹Si, ²⁷Al MAS-NMR (固态核磁共振)、X光电能谱(XPS),吸附氨的程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段对产物进行了表征. 研究结果表明:采用十六烷基三甲基溴化铵复合三乙醇胺作模板剂,可以促进SAPO-5晶体产物的形成,其产物形貌为尺寸大约20μm×5μm×5μm的规则柱状晶体. IR、MAS NMR及XPS分析表明,反应后结构中的Si、Al的配位环境发生了较大的变化,形成了较多Al(OP)₄及Si(AlO)₄两种四配位结构,其Si/Al为0.56. 产物分子筛中的总酸量为0.578mmol/g,中强酸与弱酸比例为0.684.     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜.X射线光电子谱和X射线衍射分析表明,在600℃沉积温度下,Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ-Al₂O₃薄膜.薄膜的折射率为1.7,与稳定的α-Al₂O₃体材料相当.     

3Ti/Si/2C/0.2Al粉体在空气中燃烧合成Ti3SiC2

采用机械活化的3Ti/Si/2C/0.2Al单质粉体为原料,在空气中发生自燃反应,成功地合成了Ti₃SiC₂基材料. 采用XRD、SEM和EDS等手段,分析了合成产物的相组成和微观结构特征. 结果表明,机械合金化3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体,不仅细化了粉体颗粒,而且产生严重的晶格畸变,从而明显提高了粉体的反应活性. 把机械活化的粉体暴露在空气中,会发生剧烈的燃烧反应,并引发自蔓延反应,合成Ti₃SiC₂,冷却后变成多孔块体产物. 燃烧产物由Ti₃SiC₂、TiC和微量氧化物组成. 产物中Ti₃SiC₂含量约为83wt%. 产物表层比较致密和均匀,而内部则粗糙且多孔. 产物的表面是以Al₂O₃和TiO₂为主相的氧化膜,氧化物颗粒大小约为2~4μm. 氧化膜厚度约为5~10μm,比较致密. 内部为Ti3SiC2和TiC材料,板条状Ti₃SiC₂晶粒长约20~40μm,宽约2~4μm,发育完善. 粒状TiC晶粒大小约为3μm.