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。     

Bi_(3.5)Yb_(0.5)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上淀积了Bi3.5Yb0.5Ti3O12(BYT)铁电薄膜,研究了在不同退火温度下形成的BYT薄膜的微观结构以及铁电性能方面的区别。结果发现,在610,660,710和760℃不同温度下退火的BYT薄膜的结晶度不同,退火温度越高的BYT薄膜,其结晶度越高。并且发现,BYT薄膜的剩余极化值(2Pr)在710℃以下随退火温度增高而增大,在710℃达到最大;在外加400kV/cm电场时2Pr为36.7μC/cm2,然后随退火温度上升又有所下降。     

Si基Bi_4Ti_3O_(12)薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法直接在p-Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了Ag/Bi4Ti3O12/p-Si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度,而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

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。     

(Bi,Yb)4Ti3O12薄膜退火研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上成功地沉积出(Bi,Yb)4Ti3O12[Bi3.4Ybo.6Ti3O12,BYT]铁电薄膜.系统地研究了退火温度对BYT铁电薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电性能(剩余极化强度)的影响.揭示了退火温度对BYT薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电性能有着明显的影响,给出了最佳退火温度为700℃左右.     

介电层/PbZr_(0.4)Ti_(0.6)O_3/介电层模块的高容量电荷存储

基于Landau-Devonshire自由能理论建立了热力学模型,分析了介电/PbZr0.4Ti0.6O3/介电三层结构的临界厚度分数与介电层介电常数的关系,进而得出电荷存储容量。结果表明:当介电层厚度所占比例达到临界值时,具有较高的电荷存储容量。介电层的εr越大,介电层临界厚度分数λm越大,平均介电响应越小,内电场诱导的介电层极化强度越大。对于SiO2/PbZr0.4Ti0.6O3/SiO2其λm约0.37%,介电响应约–2.42×104。     

退火温度及气氛对Bi_4Ti_3O_(12)光致发光的影响

以Bi(NO3)3·5H2O和钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,采用水热法制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,BiT)纳米材料。利用X线衍射(XRD)研究了产物的物相。结果表明,合成的产物为铋层状钙钛矿结构的BiT。N2气氛中不同退火温度下BiT纳米材料和BiT陶瓷的光致发光(PL)研究表明,420nm激发光激发下,470.6nm处的蓝-绿发光是因为氧空位捕获的电子和空穴形成的自束缚激子的辐射复合。而氧气氛中退火时发光强度减弱也表明蓝-绿发光与氧空位有关。     

退火工艺对钛酸锶钡薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)铁电薄膜,在500~750℃之间对薄膜快速退火。XRD分析表明:500℃时BST薄膜开始晶化为ABO3型钙钛矿结构,温度越高结晶越完整,晶粒越大。理论计算表明,薄膜在低温退火后无择优取向,高温退火后在(111)、(210)晶面有择优取向。退火气氛、保温时间、循环次数等因素对薄膜晶粒大小无明显影响,但对表面粗糙度和结晶程度影响较大。     

Bi_4Ti_3O_(12)对0.1BiYbO_3-0.9PbTiO_3压电陶瓷结构和性能的影响

以片状Bi_4Ti_3O_(12)粉体为原材料制备了0.1BiYbO_3-0.9PbTiO_3(BYPT)高居里温度压电陶瓷,研究了Bi_4Ti_3O_(12)粉体用量对BYPT陶瓷显微组织结构和压电性能的影响.结果表明,BYPT陶瓷的最佳烧结温度为1 140 ℃,陶瓷由多相组成.BYPT陶瓷的居里温度均大于520 ℃,且随着Bi_4Ti_3O_(12)用量的增加,材料由正常铁电体向弛豫铁电体转变,陶瓷的居里温度、压电常数及介电常数先升高后降低,介电损耗则随之而减小,BYPT_2陶瓷的居里温度和压电常数最高.     

后处理工艺对PCT薄膜形貌与结构的影响

采用射频磁控溅射技术,利用快速退火工艺制备出了大面积(φ120 mm)表面光滑、连续、均匀的(Pb,Ca)TiO3(PCT)薄膜。原子力显微镜和X射线衍射分析结果表明,快速退火处理工艺较常规退火处理工艺具有晶化温度低、晶化时间短、薄膜结晶性能好、易与微电子工艺兼容等优点。经500～550快速退火处理后,PCT薄膜已完全形成钙钛矿结构,最佳晶化温度约为550。     

钛酸铋掺杂对BaTiO3-Nb2O5-ZnO陶瓷微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3O12(BIT)掺杂的BaTiO3-Nb2O5-ZnO(BTNZ)陶瓷,研究了BIT掺杂对所制陶瓷晶体结构、烧结性能及介电性能的影响.结果表明:BIT掺杂改善了BTNZ陶瓷的烧结特性.随着BIT量的增加,四方率c/a增大,电容变化率减小.当质量分数w(BIT)为1.0%,1 230℃烧结...     

铁电材料Bi4Ti3O12及应用

叙述了Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２材料的结构、性质和制备方法，并对Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２铁电薄膜的研究现状和应用前景作了简单分析。     

层状钙钛矿型Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜在LaNiO_3/Si上取向生长的TEM研究

用溶胶-凝胶工艺在披覆了LaNiO3底电极的(100)Si衬底上制备了Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)铁电薄膜.X射线衍射结果显示,LaNiO3层呈(110)择优取向,BNdT薄膜呈c轴和a/b轴混合择优取向.透射电镜观察表明,LaNiO3电极层和BNdT薄膜厚度分别约为180 nm和320 nm.BNdT薄膜分为上下两层,厚约100 nm的底层以薄片状c轴择优取向晶粒为主,在顶层许多柱状晶粒为a/b轴择优取向.讨论了BNdT薄膜在(110)LaNiO3电极上的择优取向生长机制.     

快速退火对钛酸铋薄膜微结构和铁电性的影响

采用MOCVD与快速退火工艺,制备高度择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜.运用x射线衍射术分析薄膜材料的结构,x射线显微分析仪测量薄膜材料的组分,并通过电滞回线的测量,研究快速退火对Bi4Ti 3O12薄膜结构和铁电性的影响.     

BiFeO3/Bi4Ti3O12多层铁电薄膜的性能研究

采用sol-gel法在FTO/玻璃底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电和漏电流性质。结果表明,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜具有更低的漏电流,表现出较强的铁电性,在4.40×105V/cm的测试电场强度下,剩余极化强度为3.7×10–5C/cm2。在2.00×105V/cm的测试电场强度下,BiFeO3和BiFeO3/Bi4Ti3O12薄膜的漏电流密度分别为10–5和10–7A/cm2。     

Sol-Gel法制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜,发现制备的薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构,且表面平整致密.对Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的电学性能进行了研究.结果表明,室温下,在测试频率1 MHz时,其介电常数为213,介电损耗为0.085;在测试电压为350 kV/cm,其剩余极化值、矫顽场强分别为39.1 μC/cm~2、160.5 kV/cm;表现出良好的抗疲劳特性和绝缘性能.