激光制备多层薄膜及铁电性能的研究

利用脉冲准分子激光淀积（ＰＬＤ）方法，在Ｓｉ基片上制备了ＢＩＴ／Ｓｉ〔１００〕、ＰＺＴ／ＢＩＴ／Ｓｉ〔１００〕和ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ／Ｓｉ〔１００〕铁电薄膜。用ＸＲＤ分析了多层铁电薄膜的晶相结构；用Ｓａｗｙｅｒ－Ｔｏｗｅｒ电路研究了这些单层和多层铁电薄膜的铁电性能。结果表明，单层ＢＩＴ的矫顽场Ｅｃ为４ｋＶ／ｃｍ，剩余极化强度为３．４μＣ／ｃｍ２；ＰＺＴ／ＢＩＴ的矫顽场Ｅｃ为８２ｋＶ／ｃｍ，剩余极化强度Ｐｒ为３６μＣ／ｃｍ２；ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ夹层铁电薄膜的矫顽场Ｅｃ为５７ｋＶ／ｃｍ，剩余极化强度Ｐｒ为２９μＣ／ｃｍ２。最后讨论了薄膜的铁电性能与多层结构的关系     

Mn掺杂BST薄膜的制备与表征

采用醋酸水溶液体系溶胶－凝胶法制备了未掺杂和掺Mn(II）钛酸锶钡（BST）薄膜。用这种方法。可在BST体系中容易地加入任何浓度的金属离子，并可在室温下长期保存，根据X－射线衍射图（XRD）和表面形貌，薄膜的晶化温度取为650－750℃，根据掺Mn BST的Mn2p3/2X－射线光电子能谱（XPS）图中Mn2p3/2的峰位置，显示出薄膜中Mn的价态与加入Mn(II)离子价态相同，根据结合能的峰移，可以得到掺Mn BST的费密能级降低0．7eV.I-V特性和介电特性测试表明，掺Mn(II)BST的漏电流明显降低，相对的介电常数增加，损耗角正切降低0．01，根据漏电性质，介电常数和损耗的关系，2％（摩尔分数）的Mn掺杂的BST薄膜适合于低频小信号（2V以下，约500kHz)应用，而高浓度的Mn掺杂适合于大信号较高频率（1MHz以上）应用。     

三种不同结合能Λ′、Λ、Λ_(eff)与STM场蒸发的关系

本文探讨了总结合能Λ′、结合能（升华能）Λ和有效结合能Λｅｆｆ,与扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）场蒸发的关系。计算表明,随着探针样品间距ｄ减小,Λｅｆｆ迅速减小,而Λ′不断增加。相应地采用Λｅｆｆ计算的蒸发场强随着ｄ减小而迅速减小,且能给出与实验相吻合的结果。而采用Λ′计算的蒸发场强随着ｄ减小会出现一个峰值,该峰值超过当ｄ为无穷大时的蒸发场强,明显与实验矛盾。当使用Λ时,蒸发场强随着ｄ减小变化缓慢,而且高出实验测量值几倍。本文认为在ＳＴＭ场蒸发中真正起作用的是有效结合能Λｅｆｆ。     

掺钕钛酸铋铁电陶瓷靶的研制

用添加晶种的方法制备了掺钕钛酸铋(BNT)铁电陶瓷靶材。通过XRD及SEM研究了烧结工艺对铁电陶瓷BNT晶相结构的影响,用RT66型铁电测试仪测定铁电材料BNT的电滞回线。结果表明,采用在800℃预烧、保温2h,1100℃烧结、保温12h的烧成工艺,所得的BNT铁电陶瓷具有良好的c轴取向,具有较好电滞回线(Pr-Ec)。在应用电压为5V,测试频率为1MHz下,BNT铁电陶瓷的剩余极化强度(Pr)及矫顽场强(Ec)可分别达到2.2×10–6C/cm2和5×103V/cm。     

三种不同结合能Λ''、Λ、Λeff与STM场蒸发的关系

本文探讨了总结合能Λ′、结合能(升华能)Λ和有效结合能Λeff,与扫描隧道显微镜(STM)场蒸发的关系.计算表明,随着探针样品间距d减小,Λeff迅速减小,而Λ′不断增加.相应地采用Λeff计算的蒸发场强随着d减小而迅速减小,且能给出与实验相吻合的结果.而采用Λ′计算的蒸发场强随着d减小会出现一个峰值,该峰值超过当d为无穷大时的蒸发场强,明显与实验矛盾.当使用Λ时,蒸发场强随着d减小变化缓慢,而且高出实验测量值几倍.本文认为在STM场蒸发中真正起作用的是有效结合能Λeff.     

钛酸锶铌基高介变阻器陶瓷的制备与表征

采用铌掺杂的方法制备钛酸锶(STO)粉末,烧成钛酸锶基变阻器陶瓷。经电流-电压(I-V)特性和介电特性测试表明,多种掺杂的Nb-STO具有优异的性能,其介电常数很大,有良好的介电温度系数和频率系数,介电损耗小,压敏电压低,非线性系数大。全面给出了压敏电阻的9项指标,并与文献中的数值进行了比较。eεff高达(4~9)×105,具有良好的介电温度系数(|αs|<0.3%)、频率系数(fr<12%)和电压温度系数(|k|=0.2%);介电损耗小(tanδ<1%);非线性系数大(α=4~10);电流密度为1 mA时的场强(E1 mA)值很低(0.3~2.9 V/mm);电压系数小于10%。     

激光合成Al_2O_3-WO_3系陶瓷中钨掺杂α-Al_2O_3相的研究──Ⅰ.钨对α-Al_2O_3晶格的掺杂方式

通过X射线衍射及激光拉曼光谱分析,对激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相进行了深入研究,得出钨对α-Al2O3的掺杂是以替位铝形式进行的结论。     

激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相的研究——I. 钨对α-Al2O3晶格的掺杂方式

通过X射线衍射及激光拉曼光谱分析,对激光合成Al2O3-WO3系陶瓷中钨掺杂α-Al2O3相进行了深入研究,得出钨对α-Al2O3的掺杂是以替位铝形式进行的结论。     

准分子激光制备多层铁电薄膜的C—V特性研究

采用脉冲准分子激光工艺，在ｐ型Ｓｉ（１００）单晶基片上，成功地淀积了ＢＩＴ、ＰＺＴ／ＢＩＴ和ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ等多层结构的铁电薄膜，采用低频阻抗分析仪，分析了它们的Ｃ－Ｖ特性曲线的记忆窗口，讨论了记忆窗口与频率的关系，记忆窗口与多层结构的关系。结果表明，三层结构铁电薄膜的Ｃ－Ｖ特性的窗口优于双层和单层结构的铁电薄膜。     

准分子激光扫描淀积PZT/YBCO结构铁电薄膜

利用脉冲准分子激光（工作气体ＸｅＣｌ，波长３０８ｎｍ，脉宽２８ｎｓ）在外延ＹＢＣＯ／ＬａＡｌＯ３（１００）单晶基片上淀积了Ｐｂ（Ｚｒ０．５５Ｔｉ０．４５）Ｏ３铁电薄膜，ＹＢＣＯ薄膜既为生长高取向ＰＺＴ薄膜提供了晶体匹配条件，同时也为ＰＺＴ铁电薄膜提供了下电极。讨论了工艺参数对晶相结构和表面形貌的影响。用Ｘ射线衍射表征了该多层膜的晶相结构，扫描电镜观察其表面形貌。ＰＺＴ铁电薄膜的剩余极化为２１μＣ／ｃｍ２，矫顽场为６５ｋＶ／ｃｍ。