多步退火对(Pb,La)(Zr,Ti)O_3反铁电厚膜的影响

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了单步和多步退火工艺对反铁电厚膜结构及电学性能的影响。结果表明:与传统的单步退火方式相比,多步退火工艺制备的反铁电厚膜材料晶粒尺寸较大,结构致密性好,室温下反铁电态更稳定,具有良好的择优取向度(100)、较高的介电常数(达529)和饱和极化强度(达42μC/cm2)。其反铁电-铁电和铁电-反铁电的相变电场强度分别为198和89 kV/cm,反铁电-铁电相变电流密度达2×10-5 A/cm2,多次退火工艺可提高反铁电厚膜的成膜质量。     

前驱体溶剂对铅基反铁电厚膜介电性能的影响

采用sol-gel工艺制备了Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了不同前驱体溶剂(乙酸和乙二醇乙醚)对反铁电厚膜介电性能的影响。结果表明:由乙二醇乙醚作为前驱体溶剂制备的反铁电厚膜材料,在室温下反铁电态稳定,其AFE-FE相的相变电场强度为184.05×103V/cm,FE-AFE相的相变电场强度为68.24×103V/cm,饱和极化强度为88.8×10-6C/cm2。     

Pb_(0.88)La_(0.08)(Zr_xTi_(1–x))O_3铁电厚膜介电与储能性能研究

采用溶胶-凝胶法在La Ni O3/Si(100)底电极上成功制备了厚度为1μm的Pb0.88La0.08(Zrx Ti1–x)O3(PLZT,x=0.30,0.55,0.80)铁电厚膜。研究了不同Zr/Ti比对PLZT铁电厚膜的介电与储能性能的影响。结果表明,随着PLZT中Zr含量的增加,厚膜材料的储能密度与储能效率均增大,Pb0.88La0.08(Zr0.8Ti0.2)O3厚膜在1 400×103V/cm的储能密度为23.8 J/cm3,储能效率为60%。     

YMnO_3掺杂对BCZT无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统固相法成功制备了(1-x)(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.05Ti0.95)O3-xYMnO3(BCZT-YMn)无铅压电陶瓷,研究了YMnO3掺杂对BCZT陶瓷相结构及电性能的影响。结果表明,陶瓷在相变中出现了铁电性优化的现象,当x=0.060时,获得了较佳的铁电性能,外加电场强度为4kV/mm时,其剩余极化强度为18.03μC/cm2,矫顽电场强度为0.9kV/mm,室温下介电常数为3 375,最大介电常数为3 507。当x>0.060时,铁电性突变消失,介电性出现居里峰展宽的现象,同时居里温度亦随之变化。     

Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3铁电陶瓷烧结工艺及性能研究

采用固态反应方法制备了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷靶材。利用TG-DTA分析了PbO、ZrO2和TiO2粉末混合物的分解、化合反应,通过XRD研究了烧结工艺对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷的晶相结构的影响。研究表明,采用870℃预烧、1 200℃终烧、分别保温2 h和4 h的烧结工艺,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 铁电陶瓷纯度高 ,致密性好、晶粒均匀,且具有良好的介电与铁电性能。     

基于溶胶-凝胶技术的PZT厚膜快速成膜研究

摘要：采用快速成膜技术在Pt(111)／Ti／SiO2／Si(100)衬底上成功制备了总厚度为2．56μm，结构致密且无裂纹的Pb(Zr0．53，Ti0.47)O3铁电厚膜。研究了快速成膜技术中热分解温度对薄膜结晶取向的影响，分析了在相同退火条件下，分别采用不同热分解温度制备得到的薄膜的结晶状况。X射线衍射分析表明，采用350℃热分解温度得到的薄膜为单一钙钛矿相结构，且沿(100)晶向强烈取向；薄膜断面的扫描电子显微镜照片表明，该薄膜结构致密，晶粒呈现明显的柱状生长；薄膜的电学性能测试结果显示，薄膜的相对介电常数高达819，剩余极化为15μC／cm^2，矫顽场强为39kV／cm。     

PLZT薄膜的结构、介电与光学性能的研究

以硝酸镧、醋酸铅、钛酸丁酯和异丙醇锆为原料，乙二醇甲醚作溶剂。用简单的溶胶一凝胶法和快速退火工艺在Si(111)、石英和Pt／Ti／SiO2／Si(100)基片成功地制备出了高度多晶和(111)取向生长的(Pb，La)(Ti，Zr)O3(PLZT)薄膜。用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌；测试了薄膜的铁电和介电特性。PLZT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为10．3μC／cm^2和36kV／cm；在100kHz，薄膜的介电常数和损耗因子分别为682和0．021。生长在石英基片上的薄膜具有好的透光性，当波长高于360nm，其透过率高达72％。     

脉冲功率电容器用PbLa(ZrTi)O_3陶瓷性能研究

采用固相反应法制备了Pb0.96La0.06(Zr1-xTix)O3陶瓷,研究了Ti含量对所制陶瓷的电性能和储能特性的影响。结果表明,PbLa(ZrTi)O3陶瓷介电常数与电场强度呈非线性变化关系。当Ti含量x为0.08时,所测电滞回线细长狭窄,并呈下凹趋势,此时极化强度为22.18×10–6 C/cm2,储能密度为1.06 J/cm3。通过流延法制备的脉冲功率电容器击穿电压可大幅度提升,储能密度达1.95 J/cm3,具有高能量转换效率。     

锆钛酸铅多层膜的铁电和介电特性

研究了特异结构锆钛酸铅PbZr0.38Ti0.62O3(PZT)多层膜的铁电和介电特性.同均一相PZT薄膜材料相比,由致密层和多孔层交替排列形成的近周期PZT多层膜具有铁电、介电增强效应.在100V极化电压下,多层膜的平均剩余极化强度达42.3μC/cm2,矫顽场为43kV/cm.大的极化强度值归因于大的膜厚和多孔结构有效释放膜内张应力的结果.室温低频限下,PZT多层膜的表观相对介电常数超过2000.极为有趣的是,在所研究的频率范围,PZT多层膜具有两种截然不同的介电驰豫.低频介电损耗峰源自空间电荷极化;而遵从Arrhenius律的高频介电响应可能同与氧空位Vo"相关的极性缺陷复合体有关.     

硅基铁电薄膜的电性能研究

以 Sol- Gel方法制备了有 Pb Ti O3 (PT)过渡层的硅基 Pb(Zr0 .53 Ti0 .47) O3 (PZT)铁电薄膜 ,底电极分别为低阻硅和硅衬底上溅射的金属钛铂。测试了铁电薄膜的电性能 ,比较了两种衬底电极对铁电薄膜性能的影响及各自的优势     

用扫描压电显微术观察不同掺杂PZT薄膜的铁电畴分布

我们用扫描压电显微术，观察了未掺杂和掺La、Eu的PZT的铁电畴分布，结果表明：在自发极化下，用溶胶一凝胶法得到的PZT，(Pb0.93La0.07)(ti0.6ZR0.4)O3，(Pb0.95Eu0.05)(Zr0.52Ti0.48)O3和(Ph0.9Eu0.1)(Zr0.52Ti0.48)O3的表面铁电畴呈现较大的不同，掺La和掺Eu的样品均比未掺杂的有较大的自发极化。含Eu为5％时自发极化强度最高，且大部分畴界位置与晶界接近。通过改变加在探针上交变电压的幅值，观察铁电畴衬度的变化，可以看到，当交变电压升高时，某些畴变得不稳定，极化方向不同于自发极化，而衬度随交变电压线性增加，表明该区域晶粒在垂直方向贯通膜面，矫顽力高于外电场，且无明显的缺陷所致的压电性损失。     

A Giant Electrocaloric Effect in Nanoscale Antiferroelectric and Ferroelectric Phases Coexisting in a Relaxor Pb0.8Ba0.2ZrO3 Thin Film at Room Temperature

Recently, large electrocaloric effects (ECE) in antiferroelectric sol‐gel PbZr_0.95Ti_0.05O₃ thin films and in ferroelectric polymer P(VDF‐TrFE)55/45 thin films were observed near the ferroelectric Curie temperatures of these materials (495 K and 353 K, respectively). Here a giant ECE (ΔT = 45.3 K and ΔS = 46.9 J K^?1 kg^?1 at 598 kV cm^?1) is obtained in relaxor ferroelectric Pb_0.8Ba_0.2ZrO₃ (PBZ) thin films fabricated on Pt(111)/TiO_x/SiO₂/Si substrates using a sol‐gel method. Nanoscale antiferroelectric (AFE) and ferroelectric (FE) phases coexist at room temperature (290 K) rather than at the Curie temperature (408 K) of the material. The giant ECE in such a system is attributed to the coexistence of AFE and FE phases and a field‐induced nanoscale AFE to FE phase transition. The giant ECE of the thin film makes this a promising material for applications in cooling systems near room temperature.     

PbO和Bi_2O_3-Li_2CO_3助烧剂对Pb(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_3厚膜热释电性能的影响

采用丝网印刷工艺制备了Pb(Zr0.9T0.1)O3(PZT)厚膜,研究了过量PbO和Bi2O3-Li2CO3共同助烧对PZT厚膜低温烧结特性、微观结构、相构成以及介电和热释电性能的影响。结果表明:随着过量PbO及Bi2O3-Li2CO3添加量的增加,PZT厚膜的烧结温度和晶粒尺寸均逐渐降低。当PbO过量6.4%(质量分数)、Bi2O3-Li2CO3添加量为5.4%(质量分数)时,PZT厚膜可在900℃低温下致密成瓷,且其热释电系数和探测率优值均得到大幅提高;所得样品在30℃时的热释电系数为10.6×10–8C.cm–2.K–1,探测率优值为8.2×10–5Pa–1/2。     

爆电换能用反铁电材料

采用爆炸冲击波作用于贮存有电极化能量的铁电体，迫使其转变成反铁电体，可释放出巨大电能量，用于一次性的高压、大功率脉冲电源。本工作研究了锆钛酸铅反铁电材料在电场、压力、温度作用下的反铁电一铁电相变性质，介绍了在爆炸冲击波作用下铁电向反铁电转变过程中电量的输出特性。     

sol-gel法制备锆钛酸钡薄膜的研究

采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba(Zr0.3Ti0.7)O3(BZT)薄膜。对其先体溶液进行了差热与热失重曲线(DSC-TG)分析,并以此来确定了薄膜的热处理工艺。X射线衍射分析表明,550℃时开始有钙钛矿相生成,到600℃时,已经完全形成了钙钛矿结构。采用er、tgd的频率和偏压特性曲线研究了不同工艺条件下薄膜的介电性能。经过700℃热处理,薄膜在10 kHz频率,300 K温度测试条件下,相对介电常数为385,介质损耗为0.022;200103 V/cm电场条件下薄膜介电可调率为25.6%。     

Sol-Gel法制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜,发现制备的薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构,且表面平整致密.对Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜的电学性能进行了研究.结果表明,室温下,在测试频率1 MHz时,其介电常数为213,介电损耗为0.085;在测试电压为350 kV/cm,其剩余极化值、矫顽场强分别为39.1 μC/cm~2、160.5 kV/cm;表现出良好的抗疲劳特性和绝缘性能.     

Bi_(3.5)Yb_(0.5)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上淀积了Bi3.5Yb0.5Ti3O12(BYT)铁电薄膜,研究了在不同退火温度下形成的BYT薄膜的微观结构以及铁电性能方面的区别。结果发现,在610,660,710和760℃不同温度下退火的BYT薄膜的结晶度不同,退火温度越高的BYT薄膜,其结晶度越高。并且发现,BYT薄膜的剩余极化值(2Pr)在710℃以下随退火温度增高而增大,在710℃达到最大;在外加400kV/cm电场时2Pr为36.7μC/cm2,然后随退火温度上升又有所下降。