PZT/LaNiO3/ LaAlO3结构制备及性能研究

利用激光脉冲法在LaAlO3衬底上沉积制备LaNiO3薄膜作为底电极材料,其上利用射频磁控溅射制备了PZT铁电薄膜。试验分析了LaNiO3表面结构和形貌,采用快速退火法在不同温度下对样品进行了热处理,发现在500℃即得到（100）取向、晶化完全的PZT薄膜,而性能测试表明,600℃下晶化的样品表现出非常优异的介电和铁电性能,电滞回线完全饱和而且形状对称,剩余极化和矫顽场分别为28.3μC/cm^2和54.1 kV/cm。     

Au/PZT/p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积 (PL D)工艺 ,制备了 Au/ PZT/ p- Si结构铁电存储二极管 .在氧气氛 35 0℃低温沉积、原位 5 30℃快速退火工艺条件下 ,获得了多晶纯钙钛矿结构的 Pb (Zr0 .5 2 Ti0 .48) O3(PZT)铁电薄膜 . PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线 ,其剩余极化和矫顽场分别为 13μC/ cm2和 48k V/ cm.从C- V和 I- V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象 ,记忆窗口约 1.1V,+4 V偏压下电流密度为 3.9× 10 - 6 A/cm2 .     

Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管.在氧气氛350℃低温沉积、原位530℃快速退火工艺条件下,获得了多晶纯钙钛矿结构的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）铁电薄膜.PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线,其剩余极化和矫顽场分别为13μC／cm2和48kV／cm.从C-V和I-V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象,记忆窗口约1.1V,＋4V偏压下电流密度为3.9×10－6A／cm2.     

NFO/PZT复合磁电薄膜生长制备及性能的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法,在制备有SrRuO3底电极的SrTiO3(001)基片上生长高质量的NiFe2O4/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3双层复合磁电薄膜.用X-射线衍射(XRD)对复合薄膜的微结构进行详细表征,结果表明,复合薄膜中NiFe2O4、Pb(Zr0.52Ti0.48)O3结晶良好,且具有单一的面外取向,Φ扫描模式显示NiFe2O4、Pb(Zr0.52Ti0.48)O3均延SrTiO3(001)方向外延生长.磁电性能表征结果表明,由于界面应力效应的作用,复合薄膜的铁电性较单层Pb(Zr0.52Ti0.48)O3明显减弱,而铁磁性基本保持NiFe2O4的软磁特性.     

多孔PZT的制备与性能研究

用传统造孔剂燃烧工艺(BURPS)法,以碳化淀粉造粒后为造孔剂,制备了不同孔率的锆钛酸铅(PZT)陶瓷,研究了孔隙率随造孔剂量变化规律,并对其介电性能和压电性能与孔隙率的关系进行了讨论.随着孔隙率的增加,材料介电常数降低和压电系数(d33)均减小,而材料的静水压压电系数、静水压电压常数 (gh)、静水品质因数均增加.结合其微观结构初步讨论了产生影响的原因,并讨论了多孔PZT做水下超声应用的可行性.     

PZT厚膜的制备及电性能研究

用溶胶-凝胶法制备出锆钛酸铅(PZT)粉体,与流延胶以一定配比混合后流延成型,坯膜于1 100℃高温烧结2h得到PZT厚膜.利用XRD和SEM研究其组织结构,同时测试其相关电性能.结果表明,以10 mL流延胶中加入120 g PZT粉的配比进行流延较合适;得到厚度约为200 μm的钙钛矿结构压电厚膜无裂纹、晶粒尺寸小且分布均匀,其压电常数d33为109 pC/N.在1 kHz测试频率下,其介电常数为179,介电损耗为0.4.     

不同结构多层PZT薄膜的制备及性能特性研究

采用相同的工艺分别制备了锆钛酸铅(PZT,r(Zr)/r(Ti)=52/48)与钛酸铅(PT)两种前驱体,并通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了PZT,PT/PZT-PZT/PT,PT/PZT/-/PZT/PT 3种不同结构的多层PZT薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试了薄膜的结构,选用XRD分析了薄膜的结晶取向,采用阻抗分析仪测试了薄膜的介电常数、介电损耗及电压-电容曲线,使用铁电性能测试系统测试了薄膜的铁电性。实验结果表明,PT/PZT/-/PZT/PT结构的薄膜相对于其他两种结构的薄膜具有较高的红外探测率与剩余极化强度及较小的介电损耗,具有强大的应用潜能。     

PZT厚膜UCPBG结构的射频天线研究

采用了丝网印刷工艺在硅片上制备了锆钛酸铅（PZT）薄膜,进行了相应的工艺分析。设计并仿真了平面光子带隙（UCPBG）结构,测试了结构的电磁参数,证实了结构的可行性,在此基础上提出了一种基于PZT厚膜工艺和平面光子带隙结构的微型射频（RF）天线结构与工艺设计。     

PZT基复合材料的3D打印制备及其柔性传感性能研究

为提高柔性可穿戴传感器的电信号输出能力,设计并制备了以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,锆钛酸铅(PZT)为压电相的0-3型压电复合材料。并探究了不同固相含量对浆料流变性能的影响。结果表明,浆料的粘度与剪切模量随银修饰PZT质量分数(w(PZT))的增加而增加,w(PZT)=38%时浆料屈服点为398.1 Pa,具有最优的可打印性。在电信号测试中,经银修饰样品最大电压峰-峰可达20.54 V,约为未经银修饰样品最大电压峰-峰值的5倍。弯曲测试中,在长度之差ΔL=7 cm时,样品电压峰-峰值为55 mV,证明样品具备柔性传感性能。     

PZT压电陶瓷的强场效应研究

实验选取一种性能较好的二元系锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷配方,通过测试PZT陶瓷样品在强场下的介电性能表明,随着外加电场强度的增大,样品介温曲线的斜率变小;材料的介电损耗随着外加电场的增大而增大,当外加电场从0升至400 V/mm时,介电损耗从0.16%增至0.38%,损耗仍在较小范围内,可见本材料较适合作为大功率压电材料在强场下应用.对其强场效应及损耗机理进行了初步探讨.     

LaNiO3/PbZr0.4 Ti0.6 O3/LaNiO3的疲劳特性研究

采用化学溶液法在Si基衬底上制备了PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构。X-射线衍射测量结果表明,制备的PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3异质结构中PbZr0.4Ti0.6O3薄膜呈高度(100)择优取向;原子力显微镜测量表明制备的PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的表面平整、均匀、结构致密;RT-66A测量表明,400 kV/cm的外加电场下,LaNiO3/PbZr0.4Ti0.6O3/LaNiO3结构具有优良的铁电性,剩余极化强度为14.6μC/cm2,矫顽电场为41 kV/cm。翻转1×108次极化下降小于10%,显示了很好的疲劳特性。并进一步研究了Pb含量对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜的微结构和极化特性的影响。     

镍酸镧缓冲层的制备及对钙锶铋钛的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Si(100)衬底上制备了LaNiO3薄膜,然后在LaNiO3/Si(100)上制备了钙锶铋钛薄膜。研究了热处理工艺对LaNiO3(LNO)薄膜的影响。研究结果表明,当热分解温度为350℃、退火温度为750℃,厚为250nm时,制备的LNO薄膜的(110)衍射峰取向择优最明显,电阻率也较低,(为1.8×10-3Ω.cm)。LNO缓冲层的引入促进钙锶铋钛薄膜沿A轴方向生长,明显改善了钙锶铋钛薄膜的电性能,即剩余极化强度Pr=15.2μC/cm2,矫顽电场Ec=70kV/cm。     

化学溶液分解法制备LaNiO3薄膜的研究

采用化学溶液分解法直接在单晶Si(100)衬底上制备了LaNiO3薄膜，研究了不同热处理气氛(空气和氧气)对薄膜的结晶性、晶粒尺寸、电阻率以及其上面生长的锆钛酸铅(PZT)薄膜的影响．结果发现二种气氛得到的LaNiO3薄膜的电阻率相差较大，其中在氧气中制备的薄膜电阻率仅为在空气中得到的1／2．对LaNiO3薄膜的导电机制进行了讨论．     

质子交换MgO：Linbo_3波导及其镁含量对波导性能影响的研究

报道了不同镁含量质子交换ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３波导的制备与表征。采用多个测量波长，测量并计算了不同镁含量的Ｚ切质子交换ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ３波导的阶跃式折射率分布，结果表明多波长测量结果一致。给出了波导层折射率增量的波长色散，发现了波导层折射率增量和同一温度下波导的扩散系数随晶体中镁含量的增加而减小，最后讨论了镁含量对波导性能影响的机制。     

LaNiO3薄膜热稳定性的研究

LaNiO3导电金属氧化物薄膜在现代应用科学研究中作为电极和过渡阻挡层倍受青睐，它具有很好的导电特性和稳定性。该文采用射频溅射法制备了具有(100)择优取向的赝立方结构LaNiO3-x薄膜，并进行了原位热处理。实验结果表明，在265℃的处理条件下，LaNiO3薄膜表现出不稳定性，晶格中的氧在2h内失去了2.7％。氧的损失对品格结构没有明显影响，但薄膜的导电性能明显下降，折射率和消光系数也具有相同幅度的下降。对薄膜的应用具有一定的影响。该文从LaNiO3薄膜的导电机理方面对实验现象给出了分析和解释。     

不同择优取向Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的铁电性质

采用化学溶液沉积法在p-Si(100)衬底上制备了LaNiO3(LNO)下电极和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜,分别用X-射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜和铁电测试仪对样品的微结构和铁电性质进行了系统分析。结果表明,低热解温度下制备的LNO薄膜具有(110)择优取向、小的颗粒尺寸和大的电阻率;而高热解温度下制备的LNO薄膜具有(100)择优取向、大的颗粒尺寸和小的电阻率。与以往报道不同,c轴择优取向度大的BLT薄膜显现出更大的剩余极化强度和更小的漏电流,具有更优越的铁电性质。     

PVB/PZT复合材料的电性能研究

以非极性聚合物聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基体,采用热压法制备了PVB/PZT复合材料,研究了聚合物的含量、频率等因素对复合材料的介电、压电性能的影响.结果表明,以PVB为聚合物基体可制备出具有高介电常数、低介电损耗的PVB/PZT复合材料,且复合材料的介电性能具有良好的频率稳定性;在ψ(PVB)=15%时,复合材料的压电常数和介电常数都达到最大值.     

PVDF/PMN-PZT复合驻极体薄膜及其特性

采用流延法制备了ＰＶＤＦ／ＰＭＮ－ＰＺＴ两相３－０型柔性复合驻极体薄膜，研究了其形成与结构，探讨了电晕注极技术，以及复合驻极体的介电、压电与电荷存贮效应与机理。该柔性复合驻极体薄膜厚５０～１５０μｍ，压电应变常数ｄ３３为３５～４５ｐＣ／Ｎ，相对介电系数εｒ为６０～８０，寿命≥５５年。     

LiF/Li2CO3对PZT陶瓷低温烧结及压电性能的影响

采用固相合成法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3+x%LiF（PZT+x%LiF）及Pb(Zr0.52Ti0.48)O3+y%Li2CO3(PZT+y%Li2CO3)(x、y为质量分数)压电陶瓷,研究了x、y不同对PZT压电陶瓷烧结性、晶体结构、微观形貌及压电性能的影响。随着x、y的增加,PZT压电陶瓷的四方相晶胞比（c/a）均下降,但在x=y时, 与PZT+y%Li2CO3相比,PZT+x%LiF的c/a较小,居里温度基本不变,PZT+x%LiF及PZT+y%Li2CO3的压电性能小幅提升后下降,且在x=y=0.2时,其压电性能均取得最佳。结果表明,掺杂LiF、Li2CO3均能促进低温烧结,提高致密度;在1 100 ℃烧结温度下,PZT+y%Li2CO3样品性能较优,且低温烧结效果更好。但在掺杂量较大时,LiF对性能的恶化较小。