PMN铁电陶瓷掺杂改性研究进展

铌镁酸铅Pb(Mg1/3Nb2/3)O3类铁电陶瓷是一种高介电、高稳定性的介质材料,在微电子和光电子领域有着广泛的应用.针对PMN铁电陶瓷存在烧结温度过高、居里温度较低等缺陷问题,分别介绍了稀土、碱土、过渡金属等掺杂对PMN铁电陶瓷介电性能、烧结温度及微观结构等的影响.对不同掺杂体系所起的作用作了比较,并探讨了各自的掺杂机制和特点.最后展望了PMN铁电陶瓷掺杂改性的研究与发展方向.     

PZT铁电薄、厚膜及其制备技术研究进展

铁电薄、厚膜材料具有良好的铁电、压电、热释电、电光及非线性光学特性,在微电子学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域有许多重要的应用.近年来,随着铁电薄、厚膜制备技术的发展,PZT厚膜材料及厚膜器件成为科学工作者研究的热点.介绍了PZT铁电薄、厚膜材料与器件的研究进展以及PZT铁电薄、厚膜制备技术及几种典型的PZT铁电薄、厚膜材料制备技术的特点,并指出了目前存在的一些问题和未来的发展方向.     

Sol-gel独立前驱单体制备PZT铁电薄膜技术

采用醋酸铅、硝酸氧锆(硝酸锆)、钛酸丁酯独立稳定的前驱单体。sol—gel法旋转涂膜技术制备了PZT铁电薄膜。研究了水的添加量对溶胶形成的影响,比较了不同的溶胶浓度、膜层结构(PT／PZT／PT Sandwich)及热处理工艺条件对薄膜结构、铁电性能的影响。     

SrBi4Ti4O15薄膜的溶胶凝胶制备及其生长行为

以氯化锶、硝酸铋和钛酸丁酯为原料,柠檬酸为络合剂,配制了稳定的SrBi4Ti4O15（SBTi）前驱液.采用层层快速退火工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了a轴取向增强的SBTi铁电薄膜,通过场发射扫描电镜、环境扫描电镜及X射线衍射等微观分析手段研究了保温时间和成膜次数对薄膜结晶性、微观结构和生长行为的影响.结果表明：层层快速退火工艺,可有效抑制焦绿石相的形成.随着退火时间的延长,薄膜的结晶性变好;但退火时间延长到30 min以上,薄膜的结晶性变差.由于SBTi晶体生长的各向异性及单层膜厚对晶体沿[119]方向生长的限制,随着涂覆次数的增加,SBTi薄膜（119）峰和（200）峰的强度逐渐增大,而（00l）峰的强度反而略有减少,从而使I（200）/I（119）、I（200）/I（0010）、I（119）/I（0010）逐渐增大.     

溶胶-凝胶法制备PbTiO3薄膜的研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了PbTiO3(PT)铁电薄膜,对薄膜的形貌、结晶等性能进行了表征,对铁电薄膜材料的介电、铁电、热释电性能进行了研究分析.     

弛豫铁电陶瓷最佳退火条件的正交试验法

采用正交试验法,通过计算水平均值和极差,运用直观分析来确定因素的最佳水平组合和因素的主次顺序,寻求退火的最佳实验条件。根据最小二乘法原理,给出了测量数据真值的最佳估计值。采用正交试验法获得的最佳退火条件对Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-BaTiO3弛豫铁电陶瓷试样进行热处理,介电常数显著提高,最大增幅达137%,高于已有的报道130%[J.Appl.Phys.2002,92(5)]。实验结果表明:运用正交试验法进行退火是研究弛豫铁电陶瓷改性的一种有效途径。     

热处理对STO铁电薄膜微结构的影响

系统研究了 CFA与 RTA两种热处理方式以及热处理温度和时间对 STO 薄膜微结构的影响。STO薄膜采用脉冲激光沉积法(PLD)制备。采用原子力显微镜(AFM)和XRD分别对薄膜的表面形貌和晶粒结构进行分析。结果表明,在热处理温度 650~800℃范围内,相对于 CFA、STO薄膜经 RTA热处理后,薄膜表面晶粒大小分布均匀、致密。两种热处理方法都使薄膜的晶粒直径随温度升高而增大,并且温度越高,薄膜的晶形越完整,同样热处理温度下,RTA与CFA相比薄膜的晶粒较小, 两种热处理方法的最大晶粒尺寸都<120nm。但XRD分析结果表明,在相同热处理温度下,CFA 热处理的结晶转化率较 RTA 热处理要高。在一定范围内,RTA热处理时间对薄膜晶粒尺寸影响不大,热处理时间越长,晶粒更加完整,表面更加均匀平整,结晶转化率越高。     

基于伪静态存储器的设计

伪静态（Pseudostatic）存储器的设计是用于直接替代静态随机存储器（SRAM）,即使内部存储器的操作并非静态。商业化的两种伪静态存储器分别是伪静态随机存储器（PSRAM）及铁电随机存储器（F—RAM）。PSRAM针对慢速SRAM应用;当纯粹计算每个位的成本时具有竞争优势。F-RAM针对电池后备SRAM（即BBSRAM）应用,在系统成本及产品供应方面具有竞争力。F-RAM还有一个目标用途是用于非易失性数据获得,在这种应用中可以提供卓越的性能。本文将解释这两种伪静态存储器如何实现其功能及有助于简化系统设计人员的工作。     

施受主共掺杂对BaTiO3陶瓷介电性能的影响

通过传统的球磨工艺,分别以MnCO3、Co2O3为受主杂质,La2O3、Nb2O5、Bi2(SnO3)3为施主杂质对BaTiO3陶瓷进行掺杂。实验表明,BaTiO3陶瓷介电性能跟施主杂质与受主杂质的比例有关。当施主杂质与受主杂质的比例较大时,介电常数-温度(-εT)曲线趋于平缓,BaTiO3陶瓷呈强铁电弥散性,介电损耗-温度(tan-δT)曲线趋于平滑,介电损耗-频率(tan-δf)曲线呈松弛极化损耗特性。当施主杂质与受主杂质的比例较小时,-εT曲线出现较大的居里峰值,BaTiO3陶瓷呈普通铁电体的性质,tan-δT曲线也出现较大峰值,tan-δf曲线表现为电导损耗特征。BaTiO3陶瓷晶粒的"核-壳结构"模型能较好地解释这一现象。