溶胶一凝胶工艺对PZT铁电薄膜结构的影响

本文阐述了用溶胶一凝胶法制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺参数对薄膜结构的影响。实验表明，采用合适的工艺参数能制备出具有钙钛矿型结构的ＰＺＴ铁电薄膜。     

集成光学器件的PLZT薄膜溶胶-凝胶法制备与性能研究

在掺铌钛酸锶(NST)的衬底上, 通过加入抑制开裂剂聚乙二醇对异辛基苯基醚(triton X-100), 利用溶胶-凝胶法制备了厚达4.6μm的 锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜,从而有效地减小了其在集成光学器件应用中的传输损耗。实验分析 了triton X-100的加入量对薄膜质量的影响,并通过优化triton X-100的加入量可有效抑制薄 膜开裂。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、棱镜耦合波导 测试仪和台阶 仪等对制备的薄膜性能进行分析。结果表明,经过650℃快速退火处 理后,得到了表面平整度小于30nm、 粒径为50~100nm的钙钛矿结构PLZT薄膜,测得PLZT(8/65/35)和PL ZT(11/65/35)薄膜在 1550nm波长处的折射率分别为2. 4029和2.388。本文方法制备的 薄膜可以用于PLZT电光器件的制作。     

溶胶-凝胶法制备PZT薄膜研究进展

随着微机电系统(MEMS)产业的快速发展,铁电薄膜材料作为微机电器件的重要组成部分而愈受重视。锆钛酸铅(PZT)薄膜具有优越的压电性、热释电性及光电性等性能,在微电子、压电、光学及半导体等领域展现了巨大的应用潜力。因此,高性能PZT薄膜的制备技术及制备工艺一直备受关注。其中,溶胶凝胶法因具有易于控制成分,所需设备成本低及制备薄膜的均匀性好等优点而被广泛用于PZT薄膜制作中。该文在溶胶凝胶法基本原理及制作工艺的基础上,着重分析了溶胶凝胶法制备PZT薄膜的研究现状,总结了当前溶胶凝胶法的技术特点,并指出了研究中存在的不足及未来的潜在改进方向。     

用溶胶—凝胶法制备钛酸铅微粉

用溶胶—凝胶(Sol-Gel)法制备了直径小于0.05μm的钛酸铅微粉.对制备过程中的各种因素例如溶胶形成的条件,键合方式和晶化条件等进行了讨论.用这种微粉制造了陶瓷,并初步研究了它的性能.     

溶胶—凝胶法制备的PbTiO3薄膜的光学性质研究

采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。     

用溶胶-凝胶法制备锆钛酸铅微粉

采用丁醇钛,自制乙醇锆和醋酸铅原料,按四方相组成Zr:Ti=51:49,用溶胶-凝胶法成功地制备出锆钛酸铅超微粉末。用DTA、XRD及原子发射光谱等对粉末特性进行了分析。实验证明该粉末具有超细、高纯及合成温度低等优点。     

溶胶—凝胶法制备掺镧钛酸铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶法在Si（100）及Pt/Ti/Si（100）衬底上制备了Bi3.5La0.5Ti3O12(BLT-5）铁电薄膜,研究了在不同退火条件下BLT-5薄膜的结晶性能。经650℃、30min退火处理的BLT-5铁电薄膜的矫顽场Et=67kV/cm,剩余极化强度Pt=11.2μC/cm∧2,BLT-5铁电薄膜呈现较好的抗疲劳特性,可望用于制备高容量铁电随机存取存储器。     

溶胶—凝胶法制备PZT薄膜的结构和波导特性

采用溶胶－凝胶方法制备了ＰＺＴ（５０／５０）薄膜，用椭偏仪和透射光谱分别测量并计算了年鉴备在Ｓｉ（１１１）、石英玻璃基片上薄膜的折射率、研究了薄膜的相结构与折射率之间的关系以及折射率和消光系数的色散关系。用棱镜耦合的方法测量了薄膜的波导损耗，并给出了波导损耗与工艺过程的关系。     

溶胶–凝胶法制备BaTiO3薄膜的研究

以醋酸钡和钛酸丁酯为原料,应用溶胶–凝胶法在 Al2O3基片上制备了 BaTiO3薄膜。具体分析了原料、溶剂、催化剂、溶液的 pH 值、螯合剂和表面活性剂对溶胶–凝胶体系的影响,以及加水量、乙二醇加入量和醋酸对溶胶–凝胶黏度的影响。并且可以把掺杂离子加入到溶胶–凝胶中,为调节 BaTiO3薄膜的性能打下了良好的基础。     

锆钛酸铅薄膜腐蚀研究

通过对腐蚀溶液的优化,获得了一种刻蚀效果良好的锆钛酸铅(PZT)薄膜的腐蚀溶液配方。文中所采用的PZT薄膜是通过溶胶?蛳凝胶(sol?蛳gel)法获得的,在研究腐蚀溶液组分、温度以及浓度对腐蚀速率影响的基础上,成功获得了PZT薄膜微图形化的湿法腐蚀工艺。通过实验研究,获得了横向和纵向腐蚀速率随温度和浓度变化曲线,侧蚀比（横比纵）小于1:1.07,且图形表面无残留物。     

Evaluation of PZT thin films on Ag coated Si substrates

Fabrication characteristics of hybrid thin film components are investigated. Lead zirconate titanate (PZT) films, thickness 10 μm, are fabricated by using laser ablation on the Ag electrode (about 1 μm thick) which is deposited on 200 μm Si substrates by evaporation. Composition close to the target material is obtained in PZT films even in air and without substrate heating. Low surface energy in the Ag−Si system causes spheroidization of the Ag layer on the fresh Si substrate, but the surface can be modified by grinding and oxidization. Only some cavities exist at the interface. The interface between the Ag electrode and PZT layer is physically continuous, as revealed by electron microscopy. After annealing at 750°C for 2 h, the PZT layer consists of the rhombohedral perovskite phase with a fraction of the pyrochlore phase. Detrimental interdiffusion between Pb and Si occurs during annealing if the PZT thin film is directly on the Si substrate. This is retarded by the presence of the Ag layer.     

不同厚度PZT薄膜的制备及电性能特性研究

采用sol-gel（溶胶-凝胶）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了厚度为400nm,600nm,800nm的PZT（锆钛酸铅,Zr/Ti=52/48）薄膜,研究了厚度对薄膜介电性能与铁电性能的影响。通过对薄膜的铁电性能与介电性能进行测试,分析了不同厚度薄膜的剩余极化强度、介电常数与介电损耗;通过对介电调谐率与最大正切损耗的计算,进一步分析了薄膜的介电调谐性能。实验结果表明,薄膜的介电常数与介电损耗随薄膜厚度的增大而增加;厚度为600nm的薄膜具有最好的介电调谐性能与铁电性能。     

Transformation process of laser ablated PZT thin films

Transformation behavior of piezoelectric lead zirconate titanate (PZT) thin films prepared by laser ablation on unheated Al₂O₃ substrates was investigated within a broad temperature region. As-deposited films were mainly amorphous containing some microcrystalline perovskite and pyrochlore phases. The rhombohedral perovskite was the main phase in the films annealed between 500 and 800°C. These films also contained some pyrochIore, PbTiO₃, PbO, and ZrO₂. The PbO and ZrO₂ disappeared in the optimal annealing temperature interval of 700 to 800°C. Decomposition reactions took place above 800°C due to evaporation of lead and diffusion reactions occurred between substrate and film so that the films annealed at 1100°C consisted of ZrO₂, TiO₂, and PbO.     

PZT/NFO/LSMO多层磁电外延薄膜微观结构研究

用脉冲激光沉积法在(110)取向的SrTiO3(STO)单晶衬底上制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3/NiFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3(PZT/NFO/LSMO)磁电复合外延薄膜,并用X射线衍射和透射电镜技术研究了外延薄膜的物相和显微结构。原子力显微镜结果表明PZT、NFO和LSMO薄膜表面均平整,晶粒尺寸分布均匀,表面粗糙度分别为1.8,1.7和0.2 nm。X射线衍射、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)测试结果均证明各层薄膜沿(110)STO衬底外延生长,其外延关系为(110)PZT//(110)NFO//(110)LSMO//(110)STO和[001]PZT//[001]NFO//[001]LSMO//[001]STO。HRTEM结果显示,NFO/LSMO界面和LSMO/STO界面平整外延性好,无缺陷,而PZT/NFO界面较粗糙;NFO薄膜表面呈锯齿状,锯齿状面为立方NFO的能量最低{111}面,而PZT薄膜表面呈岛状,进一步的显微结构分析认为PZT薄膜为层状-岛状生长模式。     

金属有机盐热分解法制备铌酸钾钠无铅压电薄膜

选用乙醇铌、乙酸钾、乙酸钠为原料,通过金属有机盐热分解法制备了Na0.5K0.5NbO3(NKN)无铅压电薄膜。研究了不同退火温度对NKN薄膜的晶体结构和形貌的影响。结果表明:当退火温度低于500℃时,所制NKN薄膜为无定形结构。650℃制备的NKN薄膜具有(100)晶面生长的择优取向;该薄膜的表面致密,颗粒尺寸分布均匀,10kHz的相对介电常数为258,介电损耗为0.05。该薄膜具有铁电体典型的电滞回线,剩余极化强度(Pr)和矫顽场强(EC)分别为3.45×10–6C/cm2和160×103V/cm。     

Thickness-scaling of sputtered PZT films in the 200 nm range for memory applications

In this paper, we present electrical and material properties of thin films (100 to 400 nm) of magnetron-sputtered ferroelectric PZT for memory applications. The optimal lead-compensation power (and the resulting film composition) is independent of film-thickness. Reduction of film-thickness leads to a reduction in the crystallization temperature (from 700°C for 400 nm films to 575°C for 100 nm films), and yields evidence for a two-step growth of perovskite rosettes. An optimized 100 nm film yields 12 μC/cm² for 1.5V operation and fatigues by 25% after 10¹⁰ unipolar stress cycles.     

RF溅射法制备PZT铁电薄膜及其表征

采用对靶溅射法在SiO2/Si基板上沉积Pt/Ti底电极,用射频(RF)溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si基板上制备了厚度约800 nm的PZT薄膜。XRD分析表明,Ar气氛中沉积,700℃下快速退火(RTA)20 min所得的PZT薄膜具有钙钛矿结构;SEM、AFM分析表明,该条件下所得薄膜的表面由平均粒径约219 nm的晶粒组成,较为均匀、致密。在1 kHz的测试频率下,PZT薄膜的介电常数为327.6,从电滞回线上可以得出,该PZT薄膜的矫顽场强为50 kV/cm,剩余极化强度和自发极化强度分别为10μC/cm2、13μC/cm2。     

纳米PZT粉体制备及PZT/水泥基复合材料压电性能

采用溶胶-凝胶法,结合正交试验设计,研究了不同反应条件((CH3COO)2Pb浓度、pH值、反应时间和煅烧温度)对PZT粉体结晶程度和晶粒大小的影响。用压制成型法制备出PZT压电陶瓷和PZT/硫铝酸盐水泥基复合材料。用正交极差与方差法分析了反应条件对PZT粉体物相与粒度及陶瓷片和复合材料的压电与介电性能的影响,得出粉体最佳制备工艺。结果显示:最佳反应条件为(CH3COO)2Pb浓度为15%,pH=5.0,反应时间2h,煅烧温度600℃;煅烧温度对陶瓷片及复合材料的压电与介电性能影响最显著;相应陶瓷片压电常数d33、相对介电常数εr分别为38.5pC/N、1.3;而复合材料的d33、εr分别为4.4pC/N、29.4,数值偏低可能是水泥水化不充分,结构不致密所致。     

用于微传感器中PZT压电薄膜的制备和图形化

采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜, 为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶.首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)＝280 mL:120 mL:4drops(4滴HF溶液)配比的腐蚀液在室温下对未结晶的PZT压电薄膜进行了湿法腐蚀微细加工;然后,对图形化好的压电薄膜进行再结晶的热处理,实验结果表明这种方法可用于压电薄膜微器件的制备.