TiO_2过渡层对Bi_(3.54)Nd_(0.46)Ti_3O_(12)薄膜微观结构及电性能的影响

选取厚度为5、10和20nm的TiO2薄膜为过渡层,采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi3.54Nd0.46Ti3O12(BNT)铁电薄膜,研究了过渡层厚度对铁电薄膜微观结构及电学性质的影响。结果表明,加入TiO2过渡层后,BNT薄膜微观结构得到改善,εr及2Pr值大幅提高,介电损耗及漏电流密度都有降低。过渡层厚度为20nm时,BNT薄膜的εr、tanδ及2Pr值分别为325、0.025(测试频率为10kHz)和36.1×10–6C/cm2,漏电流密度为8.45×10–7A/cm2(外加电场为100×103V/cm)。     

La掺杂对BLT薄膜微观结构与性能的影响

采用sol-gel工艺低温制备了Si基Bi4–xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明,600～650℃退火处理的BLT薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦绿石相或其它杂相,薄膜为多晶生长;La掺杂量x在0.5～0.85的BLT薄膜介电与铁电性能优良,其εr和tanδ分别介于284～289和(1.57～1.63)×10–2,4V偏压下薄膜的漏电流密度低于10–8A/cm2,Pr可达(13.0～17.5)×10–6C/cm2,Ec低至(102.5～127.8)×103V/cm。     

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。     

玻璃基LSCO/PZT/LSCO电容器的制备和铁电性能

采用磁控溅射法制备La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)薄膜、sol-gel法制备Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT)薄膜,在玻璃和Ti-Al/Si衬底上构架了LSCO/PZT/LSCO电容器,研究了衬底对LSCO/PZT/LSCO电容器结构和铁电性能的影响。研究发现:虽然生长在两种衬底上的PZT薄膜均为钙钛矿结构多晶薄膜,但是,生长在玻璃衬底上的LSCO/PZT/LSCO电容器具有更好的铁电性能。玻璃基LSCO/PZT/LSCO电容器的剩余极化强度(Pr)为28×10–6C/cm2,矫顽电压(Vc)为0.96V;而硅基LSCO/PZT/LSCO电容器的Pr为25×10–6C/cm2,Vc为1.05V。     

ITO玻璃衬底上PLZT铁电薄膜的制备与电性能

用sol-gel法在掺Sn的In2O3导电透明膜(ITO)衬底上,制备了La掺杂的PbZr0.5Ti0.5O3(PLZT)铁电薄膜。研究了La掺杂量对薄膜的铁电、介电和漏电性质的影响。结果表明,x(La)为5%的PLZT薄膜经650℃退火,有优良的铁电特性,外加15V电压下,剩余极化强度为35.4×10–6C/cm2,矫顽场强为111×103V/cm。100kHz时的εr和tgδ分别为984和0.13。在外加电场小于9V时,薄膜的漏电流密度不超过10–8A/cm2。     

采用氧化物复合底电极的BTO薄膜结构和性能

用球磨法制备Bi4Ti3O1(2BTO)靶材。用PLD法在Pt/TiO2/SiO2/Si基片上先分别以三种氧化物SrRuO(3SRO)、LaSrCoO3(LSCO)、LaNiO3(LNO)和Pt生成复合底电极,再在其上生长了外延取向的BTO薄膜。分析了薄膜的结构和性能。结果表明,这种BTO薄膜的c轴取向得到抑制,其极化强度从0.45×10–6C/cm2提高到0.9×10–6C/cm2;矫顽场强从90×103V/cm下降到50×103V/cm。     

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。     

Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷铁电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2(x=0～0.090,BTN)铁电陶瓷,研究了Nb掺杂量对BTN陶瓷铁电性能的影响。结果表明,适量的Nb掺杂可显著提高材料的剩余极化强度Pr,一定程度上降低矫顽场强Ec,并减小BTN陶瓷的平均晶粒尺寸(1～2μm)。当x=0.045时,陶瓷的综合性能较好,即有较高的2Pr(0.27×10–4C/cm2)和较小的2Ec(7.43×104V/cm),其剩余极化强度与未掺Nb的Bi4Ti3O12陶瓷相比,提高了近3.8倍。     

BiFeO_3/Bi_4Ti_3O_(12)多层铁电薄膜的性能研究

采用sol-gel法在FTO/玻璃底电极上制备了BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜。研究了室温下薄膜的结构,铁电和漏电流性质。结果表明,相对于纯的BiFeO3薄膜,BiFeO3/Bi4Ti3O12多层薄膜具有更低的漏电流,表现出较强的铁电性,在4.40×105V/cm的测试电场强度下,剩余极化强度为3.7×10–5C/cm2。在2.00×105V/cm的测试电场强度下,BiFeO3和BiFeO3/Bi4Ti3O12薄膜的漏电流密度分别为10–5和10–7A/cm2。     

钨掺杂CaBi_4Ti_4O_(15)基陶瓷的介电和铁电性能研究

用固相反应法制备了钨掺杂的铋层状结构铁电陶瓷Ca0.7La0.3Bi4(Ti1–xWx)4O15(x=0,0.025,0.100和0.200)。研究了钨掺杂对其介电、压电和铁电性能的影响。结果表明,当x<0.1时掺钨陶瓷已形成单晶相。Ca0.7La0.3Bi4(Ti0.975W0.025)4O15陶瓷具有最佳性能,其εr为183.15,tanδ为0.00446,d33为14pC/N,2Pr为26.7×10–6C/cm2,2Ec为220×103V/cm。SEM显示CaBi4Ti4O15基陶瓷的晶粒为片状。     

Au/PLT/Pt铁电薄膜电容的电学性能

用 Sol- Gel方法研制了 PL T[(Pb0 .83 L a0 .17) Ti O3 ]铁电薄膜 ,结合非挥发性铁电存储器对铁电电容的要求 ,研究了 Au/ PL T/ Pt铁电电容和漏电流、剩余极化、疲劳、开关特性和揭电常数等性能。对厚度为 0 .4 μm的薄膜 ,5 V时的剩余极化强度 Pr=2 2 μC/ cm2 ,矫顽场强度 Ec=6 0k V/ cm,相对介电常数约 130 0 ,漏电流 Id=3.2× 10 -8A/ mm2 ,开关特性优良。疲劳测试表明 ,对Vpp=10 V的锯齿信号 ,经 4 .5× 10 11周期后 ,剩余极化强度衰减 2 0 %。上述性能表明 ,该 PL T膜能用于非挥发性铁电存储器的试制     

PZT铁电厚膜声纳换能器

综述了 PZT厚膜单元声纳换能器和 8× 8阵列声纳换能器的制备方法、结构和性能 ,并介绍了 PZT厚膜声纳换能器的应用及发展前景。该厚膜是利用改进的 sol- gel工艺制备的 ,厚度为 4～ 12 μm。4μm厚的 PZT厚膜的纵向压电系数 d3 3 为 140～ 2 40 p C/ N,剩余极化强度 Pr为 2 8× 10 - 6 C/ cm2 ,矫顽场强 EC为 30× 10 3 V/ cm,相对介电系数 εr为 140 0。     

添加MgLiSi玻璃对BNT陶瓷介电性能的影响

采用传统固相反应法,制备了钨青铜结构BaO·Nd2O3·4TiO2(BNT)陶瓷,并添加质量分数为1%～6%的MgO·Li2O·SiO2(MgLiSi)玻璃。对其显微结构和介电性能进行了研究。结果表明:在BNT陶瓷中添加适量的MgLiSi玻璃,可以使BNT陶瓷的烧结温度从1250℃以上降低到1150℃,并提高其介电性能。当添加质量分数为4%的MgLiSi玻璃时,BNT陶瓷可获得最佳的介电性能:εr=95,tanδ=5×10–4,击穿场强为16.7×103V/mm。     

LiNbO_3/ZnO:Al集成结构的外延生长及电性能研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法在蓝宝石衬底上先后外延生长了ZnO:Al(ZAO)和LiNbO3(LN)薄膜。通过X射线衍射分析(XRD)可知二者之间的外延关系为:LN(001)//ZAO(001)、LN[110]//ZAO[110]、LN[100]//ZAO[120]。制备了Au/LN/ZAO和ZAO/LN/ZAO两种电容器结构,对其进行了电流-电压(J-E)测试和铁电(P-E)分析,结果表明:LN/ZAO集成结构具有整流作用,ZAO/LN/ZAO结构表现出较好的绝缘性能,所制备的LN薄膜在室温下的剩余极化强度(Pr)约为1×10–6C/cm2,温度的升高能够促进电畴的翻转,使Pr增加为3×10–6C/cm2。     

0.7BiFeO_3-0.3PbTiO_3薄膜结构与电学性能的厚度效应

以溶胶–凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(111)基底上制备了厚度为30~1 110 nm的0.7BiFeO3-0.3PbTiO3(0.7BFO-0.3PT)薄膜,研究了薄膜厚度对0.7BFO-0.3PT薄膜的结构与电学性能的影响。结果表明,随着膜厚的增加,晶格常数c与a的比值c/a以及晶粒尺寸都呈现先增大后减小的趋势,但其剩余极化强度及介电常数却均与薄膜厚度呈正比。厚度为180 nm的0.7BFO-0.3PT薄膜具有最大的矫顽场(2.99×105V/cm)和晶粒均匀度(42 nm),同时其晶格常数比c/a也达到最大,为1.129 9。