SrBi_4Ti_4O_(15)陶瓷薄膜的铁电性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了CaxSr1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷薄膜,并研究了Ca掺杂量、退火温度以及保温时间对SrBi4Ti4O15陶瓷薄膜铁电性能的影响。研究结果表明,当Ca掺杂含量为0.4%,退火温度为750℃,保温时间为5 min时,样品的铁电性能最好。     

退火温度对硅基铁电薄膜Bi_4Ti_3O_(12)晶相结构的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备铁电Bi4Ti3O12 (BIT)薄膜,研究退火温度对其微观特性的影响,以掌握制备工艺中最佳退火温度。研究表明,随着退火温度的增加,BIT薄膜的c轴取向生长更明显,晶粒尺寸增加,同时表面粗糙度增加;从退火750℃开始,晶粒开始呈棒状生长;当温度高于850℃时,薄膜的c轴生长取向增长趋势不再明显。退火时间对薄膜的相结构和生长取向没有明显影响。     

硅基铌掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜溶胶-凝胶工艺的制备及铁电性改善研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了铌元素(Nb)取代Ti元素的Bi4Ti3O12(BTN)铁电薄膜,研究不同掺杂浓度,不同退火温度等工艺对BTN薄膜的微观特性及剩余极化强度、矫顽场等电性能的影响。研究表明,650℃进行退火的BTN薄膜生长形态,晶粒开始呈棒状生长;当温度高于850℃时,薄膜的c轴生长取向增长趋势不再明显。铁电性方面,对Ti进行2%掺杂取代的BTN薄膜的铁电性能最佳。从而获得了BTN薄膜制备的合理工艺参数。     

Pt/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)电容器的结构和铁电疲劳特性EI北大核心CSCD

采用偏轴磁控溅射法,以单晶钛酸锶(001)SrTiO_(3)(STO)为衬底,不同沉积温度下外延生长了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)氧化物底电极。X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)结构表征以及四探针方阻测试结果表明:LSCO薄膜外延(00l)取向最优温度沉积条件为550℃。此外,利用脉冲激光沉积法,以LSCO/STO异质结为模板,构架了Pt/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)(NBT)/LSCO/STO铁电电容器。XRD和AFM结构表征表明:NBT薄膜为(00l)外延结构。电流密度-电压测试曲线结果表明,室温变为70℃时,Pt/NBT/LSCO异质结漏电流密度有所增加,但未改变导电机制:低压下为欧姆导电和高压下为陷阱的空间电荷限制电流导电。在5 V驱动电压下,室温和70℃时,Pt/NBT/LSCO电容器具有饱和的电滞回线和保持特性,且经过10^(10)翻转后,均未产生疲劳。     

镧掺杂钛酸铋铁电薄膜的研究进展

综述了镧掺杂钛酸铋的有关理论,详细介绍了目前镧掺杂钛酸铋铁电薄膜的制备方法、优缺点及其进展。讨论了工艺因素对薄膜性能的影响。认为镧掺杂钛酸铋铁电薄膜是一种具有应用前景的光电材料。     

Pb用量对锆钛酸铅薄膜微观结构和铁电性能的影响

在Pt/Ti/SiO2/Si基片上,通过多次匀胶旋涂-预热处理工艺制备了PbTiO3(PT)无机薄层夹心的锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)薄膜,然后经650℃退火处理得到了所需的具有钙钛矿结构的PZT铁电薄膜.用X射线衍射、原子力显微镜表征了PZT铁电薄膜微观结构,并测试铁电性能.结果表明:制备PT层时的Pb用量对得到的PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响.当Pb过量15%(摩尔分数)左右时,得到的PZT铁电薄膜不仅晶界清晰,晶粒尺寸分布均匀,具有纯钙钛矿结构,而且铁电性能优异,剩余极化强度Pr=21μC/cm2,矫顽场Ec=37kV/cm.     

Ce掺杂0.85Bi_4Ti_3O_(12)-0.15LiNbO_3铋层状铁电陶瓷的显微结构与性能(英文)

采用固相法制备CeO2掺杂改性0.85Bi4Ti3O12-0.15LiNbO3(BTO-LN)铋层状压电陶瓷。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜研究了CeO2掺量与BTO-LN陶瓷晶体结构和电性能的关系。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的正交相结构;随CeO2掺量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变大,Curie温度TC由653℃下降到617℃;CeO2掺杂提高了样品的压电性能,压电常数d33随CeO2掺量的增加先增大后减小,相对介电常数εr表现出相反的变化趋势;当CeO2的掺入量为0.75%时,样品的电性能最佳,即d33=25pC/N,机械品质因数Qm=2 895,介电损耗tanδ=0.10%,TC=617℃。     

退火工艺对Pb(Zr_(0.55)Ti_(0.45))O_3铁电薄膜结晶取向的影响

用射频磁控溅射法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si上成功的制备了Pb(zr0.55Ti0.45)O3(PZT)铁电薄膜,通过传统退火(CFA)和快速退火(RTA)不同的退火方式,获得了(100)和(111)择优取向的铁电薄膜。对薄膜电学特性的测试表明,薄膜的织构对其电学性能有很大影响,(111)取向的薄膜与(100)取向的薄膜相比,剩余极化Pr和矫顽场Ec较大,但抗疲劳特性却较差。     

Co、Mn共掺杂铋层状Na_(0.5)Bi_(4.5)Ti_4O_(15)无铅压电陶瓷的显微结构及电性能

采用固相法制备Na0.5Bi4.5Ti4O15+x%Co2O3+y%MnCO3(NBT-CM-x)(y=0.1x)铋层状无铅压电陶瓷,研究了Co、Mn共掺杂对Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷显微结构和电性能的影响。结果表明:所有样品均为铋层状结构;Co、Mn共掺杂能促进陶瓷晶粒生长;随Co、Mn共掺杂量的增加,Curie温度TC逐渐升高(均在635℃以上);Cole-Cole图出现2个圆弧,表明存在晶粒和晶界效应;适量Co、Mn共掺杂提高了Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷的压电常数d33、剩余极化强度Pr、机械品质因数Qm和相对介电常数εr,降低了直流电导率σDC和介电损耗tanδ。当x=3.0时,NBT-CM-x陶瓷的综合性能最佳:d33=24pC/N,Pr=11.70μC/cm2,Qm=3 117,εr=198,tanδ=0.19%,kp=9.9%,kt=14.7%,表明该陶瓷材料具有良好的高温应用前景。     

LaNiO3缓冲层厚度对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15薄膜结构和电性能的影响

利用溶胶–凝胶法在Si（100）衬底上制备了具有（110）取向的LaNiO3薄膜,然后在LaNiO3/Si（100）上制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15（Ca0.4Sr0.6BTi）薄膜。研究了LaNiO3缓冲层厚度对Ca0.4Sr0.6BTi薄膜结构和电性能的影响。结果表明,当引入LaNiO3厚度为250 ...     

Bi4Ti3O12取向陶瓷的铁电和介电性能

用固相烧结工艺,制备了择优取向的Bi4Ti3O12(BTO)多晶陶瓷样品,沿着与样品轴线垂直和平行的方向切割制成测量样品A和样品B。样品A和样品B分别具有C择优取向和a／(b)择优取向,样品A的c取向率为87．4％。在测量电场强度为125kV／cm时,样品A和样品B的剩余极化(2Pr)分别为5．8μC／cm^2和41．2μC／cm^2,样品A的漏电流和介电损耗小于样品B,样品A介电耗损峰对应的温度高于样品B,在测量频率为1MHz时,分别为663℃和658℃。     

KTa0.55Nb0.45O3薄膜的介电和铁电及热释电性能研究

在ＢＴ／Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用溶胶－凝胶法制备了ＫＴａ０．５５Ｎｂ０．４５Ｏ３（ＫＴＮ）薄膜,０．５μｍＫＴＮ－０．０８μｍＢＴ薄膜在２５℃,１．０ｋＨｚ时,其εｒ＝１１１４,ｔａｎδ＝２．５％;１２℃时,其中Ｐｒ＝２．１μＣ／ｃｍ＾２,Ｐｓ＝４．２μｃ／ｃｍ＾２,Ｅｃ＝５．８ｋＶ／ｃｍ,０．５μｍ厚ＫＴＮ膜的Ｃｕｒｉｅ温度为３５℃;１．０ＫＨｚ时,ＫＴＮ膜的εｒ＝１４１２,估算ＫＴＮ     

掺钕钛酸铋薄膜的金属有机溶液分解法制备和性能研究

以无机盐为原料 ,采用金属有机溶液分解法在石英衬底上制备了不同钕含量的掺钕钛酸铋 (Bi4 -xNdxTiO1 2 ,BNT)薄膜。用X射线衍射和Raman光谱研究了薄膜的相组成和结构特征 ,用原子力显微镜对薄膜表面形貌和结晶颗粒度大小进行了分析。经过光学透射谱研究得到了薄膜的光学常数。结果表明 :不同钕含量的薄膜经 70 0℃退火处理后 ,都结晶为铋系层状钙钛矿结构 ,薄膜表面平整、无裂纹和空洞 ,颗粒大小为 80～ 10 0nm。Raman光谱分析发现 :当薄膜中钕含量 (x值 )小于 1时 ,钕离子只取代钙钛矿层中A位铋离子 ;而当钕含量超过 1以后 ,Bi2O2 层中的铋离子也被部分取代。透射谱分析得到了Bi3.2 5Nd0 .75Ti3O1 2 薄膜的线性折射率、线性吸收系数和光学带隙分别为 1.92 ,1.98× 10 2cm- 1 和 3 .5 6eV。     

钨离子掺杂对Ca0.7La0.3Bi4(Ti1-xWx)4O15陶瓷性能的影响

用固相法研究了钨离子(W6 )掺杂对铋层状钛酸铋钙镧[Ca0.7La0.3Bi4(Ti1-xWx)4O15,CLBTWx]陶瓷的铁电性能、介电性能和压电性能的影响,得到了W6 掺量与铋层状CLBTWx陶瓷性能的关系.用X射线衍射和扫描电镜研究了W6 掺量对铋层状CLBTWx陶瓷微观结构和物相的影响,探讨了W6 掺杂改性的机理.结果表明:随着W6 掺量的增加,CLBTWx陶瓷的介电常数(ε)先增大后减小;介质损耗(tanδ)先减小后增大;压电应变常数(d33)先增大后减小;剩余极化强度(Pr)先增大后减小然后再增大再减小;矫顽场(Ec)变化规律与Pr的相同.当W6 掺量为0.025mol时,可得到综合性能好的无铅铋层状CLBTWx陶瓷,其烧结温度为1 120～1 140℃时,CLBTWx陶瓷的ε=183.15;tanδ=0.00446;d33=14×10-12C/N;2Pr=26.7μC/cm2;2Ec=220kV/cm.该类材料适合于制备铁电随机存取存储器和高温高频压电器件.W6 掺杂从生成钙空位或铋空位、形成焦绿石相、促进陶瓷致密化、偏析晶界影响陶瓷晶粒的均匀生长等方面来影响铋层状CLBTWx陶瓷性能和结构.     

Ba(Zr0.3Ti0.7)O3薄膜的结构及性能

用溶胶-凝胶法分别在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO3/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了锆钛酸钡[Ba(Zr0.3Ti0.7)O3,BZT]薄膜.相结构及介电性能研究表明:衬底和薄膜厚度对BZT薄膜性能具有显著影响.制备在LaNiO3/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的BZT薄膜具有(100)面的择优取向,其介电常数及介电损耗则随着薄膜厚度的增加而降低.对制备在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的BZT薄膜,在薄膜厚度低于500nm时,其介电常数随薄膜厚度增加而增加,大于500nm时又有所减小.     

溶胶凝胶反提拉法制备PZT铁电薄膜及La3+, Ca2+离子混合掺杂对薄膜结构和性能的影响

采用醋酸铅、硝酸锆、钛酸丁酯制备的独立前驱单体,通过溶胶-凝胶反提拉涂膜技术在基片Pt／Ti／SiO2／Si上制备了锆钛酸铅(lead zlrconate titanate,PZT)铁电薄膜。反提拉涂膜技术是通过逆向思维而提出的薄膜制备新方法,该技术避免了浸渍提拉涂膜存在的机械传动装置较难操作和控制的问题,且能够一次性在多个异形器件上同时大面积涂膜。分析了不同金属离子掺杂,特别是高、低价离子混合掺杂对薄膜微结构和性能的影响,发现：同时掺杂La^3 ,Ca^2 离子比单独掺杂La^3 离子薄膜的剩余极化强度Pr大,且漏电电流明显减小,另外金属离子掺杂有利于降低薄膜晶化温度和增大晶粒尺寸。     

在ITO玻璃衬底上制备锆钛酸铅铁电薄膜

利用射频反应性溅射沉积技术在掺的Ｓｎ的Ｉｎ２Ｏ３导电透明膜衬底上制备了钙钛矿型Ｐｂ（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）铁电薄膜。研究了沉积参量与热处理工艺对铁电薄膜结构和性能的影响。运用Ｘ射线衍射、Ｘ射线光电子能谱和扫描电镜等技术,分析了薄膜的晶体结构、表面形貌和表面元素化学状态。测量了不同处理条件下薄膜的铁电性能。结果表明：在掺Ｓｎ的Ｉｎ２Ｏ３导电透明膜衬底上可以得到表面无裂纹,化学计量比符合要求的ＰＺ     

掺杂金属离子对Ca3Co4O9的热电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在常压空气中,经850℃烧结4h制备了Ca3Co4O9掺杂不同金属离子M(Na ,Ag ,La2 )的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料.通过X射线衍射、扫描电镜等对材料的微结构进行了表征,重点考察了掺杂不同金属离子对Ca3Co4O9中温热电性能参数Seebeck系数、电导率和功率因子的影响.结果表明:金属掺杂的(Ca1-xMx)3Co4O9热电材料具有致密的内部结构,并能够明显改善Ca3Co4O9的热电性能,尤其是掺杂Na 样品的热电性能有较为明显的提高,并且掺杂离子浓度对改善热电性能也有一定影响,组成为(Ca0.90Na0.10)3Co4O9时的功率因子提高最明显.     

片状Bi4Ti3O12的合成及表征

采用熔盐法制备了Bi4Ti3O12粉体,研究了煅烧温度和盐的加入量对粉体显微形貌的影响.结果表明:Bi4Ti3O12晶粒呈较规则的薄片状四边形;烧温度的升高,晶粒尺寸显著增大,a-b面取向生长明显;盐与反应原料的质量比为1:1时,晶粒尺寸分布均匀,为6～8μm;晶粒生长遵循Ostwald熟化机理.     

Sb2O5和Bi2O3添加剂对Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷结构、形貌和性能的影响

研究了Sb2O5和Bi2O3添加剂对Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷材料的结构、形貌和介电性能的影响.结果表明:当Sb2O5和Bi2O3的质量分数较少(＜2.5%)时,不会影响Ag(Nb1-xTax)O3的钙钛矿结构,但能促进其烧结,使所得陶瓷样品更均匀致密.添加适量的Sb2O5和Bi2O3均可使Ag(Nb1-xTax)O3的介电常数(ε)增大,介电损耗(tgδ)减小,介电性能的温度稳定性得到改善.Bi2O3较Sb2O5对降低Ag(Nb1-xTax)O3陶瓷损耗及改善温度稳定性的效果更佳.