BiFeO3薄膜的溶胶-凝胶制备及其铁电和介电性质

采用Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为原料,用溶胶-凝胶方法在Pt/Ti/SiO2/Si制备了BiFeO3薄膜。XRD研究表明在500℃以上退火薄膜能够获得良好的结晶。铁电性测试结果表明450℃和500℃退火的薄膜铁电性相对较弱。在430 kV/cm的测试电场下,剩余极化分别为0.255μC/cm2和0.36μC/cm2。而550℃和600℃退火的薄膜的铁电性相对较强,在相同的测试电场下剩余极化强度分别为2.27μC/cm2和2.97μC/cm2。介电性研究表明450—550℃退火的薄膜具有小的介电色散和介电损耗,而600℃退火的薄膜则具有大的介电色散和介电损耗。     

BiFeO_3薄膜的图案化制备及性能研究

采用短波紫外光照射仪（λ=184.9nm）作为光刻设备,在光掩膜的覆盖下,将沉积在（111）Si基板上的十八烷基三氯硅烷（OTS）自组装单分子层（SAMs）进行刻蚀形成图案,并结合溶胶-凝胶法在功能化的OTS-SAMs表面制备图案化BiFeO3薄膜,并对BiFeO3薄膜性能进行研究.结果表明,所得图案化BiFeO3薄膜为六方扭曲的钙钛矿结构,图案边缘轮廓清晰,宽度在200μm左右;在最大测试电场为385kV/cm下,所得电滞回线有较好的对称性和饱和性,剩余极化强度为0.17μC/cm2,饱和极化强度为3.8μC/cm2,矫顽场强为19kV/cm.在1kHz～1MHz的频率范围内,介电常数随频率增加逐渐减小,介电损耗较小.     

BiFeO3-SrBi2Nb2O9铁电陶瓷的结构及性质

用高能振动技术制备了单相层状结构的BiFeO3-SrBiNb2O9的铁电陶瓷，研究了BiFeO3的掺杂对SrBi2Nb2O9微观结构和介电性能的影响，分析了陶瓷的介电性质．     

WO_3薄膜的结构和电致变色性质的热处理效应

本文用溶胶—凝胶法在ITO导电玻璃上制备了WO3 薄膜 ,并在 1 5 0～5 0 0℃的空气环境中将薄膜进行了热处理 ,用SEM、XRD观察了薄膜的表面形貌 ,分析了薄膜的微观结构及热处理温度对薄膜的结构和电致色性质的影响 ,讨论了薄膜的致色机理。     

碱土金属掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响

为了探究碱土金属离子掺杂对BiFeO3陶瓷多铁性的影响,采用固相法成功制备了BiFeO3以及Bi0.9 A0.1 FeO3(A=Ca、Sr、Ba)陶瓷,并对其铁电、铁磁等性能进行了研究.X射线衍射结果表明:晶体均为六方钙钛矿结构,空间群为R3 c,晶胞参数随掺杂离子半径的增大呈现先增大后减小的现象.电学性能测试发现:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷的铁电极化值和漏电流密度均随着掺杂离子半径的增大而增大.结合X射线光电子谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)铁离子价态分析表明:Bi0.9 A0.1 FeO3陶瓷铁电性会受掺杂带来的结构畸变和氧空位浓度变化的双重作用的影响.BFO、BCFO、BSFO和BBFO陶瓷的磁化强度依次增大,磁场强度为14 T时磁化强度分别为0.150、0.356、0.497和0.995 emu/g,其铁磁性随掺杂离子半径增大而增强,这与掺杂造成的结构畸变以及铁离子变价有关.     

WO3薄膜的结构和电致变色性质的热处理效应

本文用溶胶－凝胶法在ＩＴＯ导电玻璃上制备了ＷＯ３薄膜,并在１５０－５００℃的空气环境中将薄膜进行了处理处理,用ＳＥＭ、ＸＲＤ观察了薄膜的表面形貌,分析了薄膜的微观结构及热处理温度对薄膜的结构和电致色性能的影响,讨论了薄膜的致色机理。     

高频介电测量中消除电极边缘电容影响的技术

本文提出了大试样法消除高频介电测量Hartshorn and Wark电极边缘电容影响的技术，避免了繁琐的修正计算，提高了测量精度。     

三明治结构薄膜的铁电性及蒙特卡罗算法模拟

用溶胶-凝胶方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了BaTiO3/BiFeO3/BaTiO3三明治结构薄膜。XRD测试结果表明薄膜由BaTiO3相和BiFeO3相构成。通过铁电性测量在薄膜中观察到了反铁电极化。对薄膜中存在的反铁电性进行了基于伊辛模型的蒙特卡罗模拟。模拟结果表明薄膜中的反铁电性来自不同铁电层之间的反铁电耦合。     

不同下电极对Sol-Gel LiTaO3薄膜性能的影响

用醇盐制备了钽酸锂(LiTaO3)溶胶,分别在Pt、ITO、TiN衬底上旋转涂胶成膜.经快速热退火后,用X射线衍射(XRD)测试了膜的结晶取向,用PLC-100铁电材料分析仪测试膜的铁电特性,用TH2818测试薄膜的介电常数及损耗.结果表明,3种衬底上制备出的薄膜在650℃均可达到充分结晶,薄膜的相对介电常数约160;在10 V时,Pt、ITO、TiN下电极上的剩余极化强度分别为8.42,5.21和5.76μC/cm2;在5V时的漏电分别为2.71×10-7,9.24×10-7和2.19×10-7A/cm2;介电损耗分别为0.02,0.18和0.31.讨论了衬底对薄膜性能影响的原因.     

WO3薄膜热处理效应下的电致变色特性研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了WO3膜,分析了热处理温度对WO3薄膜结构的影响,探讨了热处理温度下WO3膜的电致变色特性.     

二氧化锡衬底上Sol—Gel PLT膜的性能研究

用Sol-Gel钛酸镧铅 (PLT)溶胶 ,在CVD法沉积生成的二氧化锡 /玻璃衬底上旋转涂胶成膜。经快速热退火 (RTA)处理后 ,用X射线衍射 (XRD)测试了膜的结晶取向 ,用RT66A测试了膜的电学性能。结果表明 ,Sol-GelPLT膜在SnO2 衬底上能正常结晶 ,结晶温度与在Pt衬底上一致 ,结晶取向以〈10 0〉为主取向。 10V时 ,SnO2 衬底上厚度为 0 5 6μm的PLT膜的漏电约为 5 6× 10 - 7A/mm2 ,比Pt衬底上同等厚度的PLT膜高约一个数量级。膜的剩余极化强度Pr=2 4μC/cm2 ,比Pt衬底上的高。PLT/SnO2 的疲劳特性优于PLT/Pt结构。     

二氧化锡衬底上Sol-Gel PLT膜的性能研究

用Sol-Gel钛酸镧铅（PLT）溶胶,在CVD法沉积生成的二氧化锡/玻璃衬底上旋转涂胶成膜。经快速热退火（RTA）处理后,用X射线衍射（XRD）测试了膜的结晶取向,用RT66A测试了膜的电学性能。结果表明,Sol-GelPLT膜在SnO2衬底上能正常结晶,结晶温度与在Pt衬底上一致,结晶取向以〈100〉为主取向。10V时,SnO2衬底上厚度为0.56μm的PLT膜的漏电约为5.6×10-7A/mm2,比Pt衬底上同等厚度的PLT膜高约一个数量级。膜的剩余极化强度Pr=24μC/cm2,比Pt衬底上的高。PLT/SnO2的疲劳特性优于PLT/Pt结构。     

PVDF薄膜的极化及其电性能研究

利用傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)、电滞回线和漏电流的分析,研究热极化和电晕极化对PVDF薄膜电性能的影响。结果表明,热极化和电晕极化都可以提高PVDF薄膜的铁电性能,但是不同的极化温度、极化电场强度和极化时间使得PVDF薄膜具有不同的漏电流性能。在强电场作用下,热极化的温度更高,时间更长,偶极电荷的沿电场取向更完全,α晶型向β晶型的转变更彻底,因此剩余极化值、结晶度和β晶型的含量均高于电晕极化后的薄膜。热极化中注入的空间电荷主要被PVDF的深阱俘获;而电晕极化过程中大量的空间电荷被聚合物材料的浅阱俘获。浅阱俘获的空间电荷稳定性要弱于深阱中的电荷,因此电晕极化的PVDF薄膜的漏电流需要更长的稳定时间。     

对偶件表面状态对DLC薄膜摩擦学性能的影响

采用碳离子束注入辅助蒸发技术在Ti6A14V球表面低温沉积了DLC薄膜，探讨了微摩擦试验过程中，对偶件UHMWPE的表面粗糙度及表面湿润性对DLC薄膜摩擦学性能的影响状况。研究发现：碳离子束注入辅助蒸发技术沉积的DLC薄膜与UHMWPE配副时，其摩擦学性能受到对偶表面粗糙度、润湿性的影响，对偶件UHMWPE表面的低粗糙度、较差润湿性有助于DLC/UHMWPE摩擦副减小摩擦系数。     

氮气分压对Cu3N薄膜性质的影响

采用反应射频磁控溅射法,通过改变混合气体（N2＋Ar）中氮气分压来改变元素的沉积能量和密度,在玻璃基底上制备出了表面光滑、致密的氮化铜（Cu3N）薄膜,研究了不同氮气分压对Cu3N薄膜的择优生长取向和晶粒尺寸的影响．结果表明：随着氮气分压的增加,Cu3N薄膜由沿（111）晶面择优生长转变为沿（100）晶面择优生长,晶粒尺寸变小,表面均方根粗糙度和光学带隙Eopt增大;薄膜在300℃的条件下会完全分解成铜和氮气;薄膜表面的Cu元素以＋1价形式存在,Cu2p3／2,Cu2p1／2和N1s峰分别位于932．7,952．7和397．3eV．     

退火温度对锆酸铅薄膜光学性能的影响

用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上成功地制备了PbZrO3(PZ)薄膜．X射线衍射分析结果表明晶化好的PZ薄膜,是多晶钙钛矿结构．750℃晶化的薄膜,晶粒尺寸为30～50nm．用紫外-可见光分光光度计在波长200～900nm范围内,测量了不同温度退火的PZ薄膜的透射率,结果表明450、600、750℃退火的薄膜样品,其光学吸收边分别为4．11、4．56、4．59eV．     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。