氧气含量对射频磁控溅射Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜介电性能的影响

采用射频磁控溅射法在镀氧化铟锡的Corning 1737玻璃基片上制备了用于无机电致发光显示器绝缘层的Ba0.5Sr0.5TiO3介电薄膜,该薄膜厚约400 nm.研究了O2和Ar O2的体积比V(O2)/V(Ar O2)对薄膜沉积速率、结晶性和介电性能的影响.当V(O2)/V(Ar O2)由0增加至0.5时,薄膜的结晶取向、介电常数、介电损耗、击穿场强和漏电流密度并没有明显的规律性可循.V(O2)/V(Ar O2)为0.1时,薄膜的品质因子最好,其值为5 μC/cm2.     

Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜的介电与热释电性能的研究

应用溶胶-凝胶工艺在Pt/SiO2/Si(100)衬底上制备了Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜,研究了薄膜的结构与电学性能.实验结果表明Ba0.64*Sr0.36TiO 3薄膜经700 ℃热处理1h,薄膜呈现出钙钛矿结构.当测试频率为200 Hz 时, 薄膜的介电常数和损耗因子分别为592和0.028.在40 ℃时,Ba0.64Sr0.36TiO 3薄膜存在一扩散铁电-顺电相变.在室温(25 ℃)、100 kHz条件下测试薄膜的C-V 特性得到一"蝶形"曲线,表明Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜在室温下处于铁电相, 且当直流偏压从-5 V增至+5 V期间, 薄膜电容由495 pF增至1 108pF.热释电性能测试结果表明室温下Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜的热释电系数为1 860μC/(m2*K), 材料的优值为37.4 μC/(m3*K), 这些结果表明应用溶胶-凝胶工艺制备的Ba0.64Sr0.36TiO3薄膜完全能满足红外探测器和热成像应用的需要.     

Mg掺杂对Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜介电性能的影响

用醋酸盐和钛酸四丁酯为原料,采用sol-gel工艺在Pt/TiO/SiO/Si基片上制备了含有Mg元素的Sr0.5Ba0.5-xMgxTiO3薄膜,其退火处理温度为750℃.通过X射线衍射和扫描电镜分析技术研究了薄膜的相结构和形貌.采用美国HP Angilent 4294A阻抗分析仪测试了以Pt为底电极、Ag为上电极的MFM电容器的介电性能.实验结果表明:掺镁Sr05Ba05.xMgxTiO3薄膜较未掺杂的Ba05Sr0.5TiO3薄膜相对介电常数高、介电损耗低.介温谱表明在居里温度附近发生了弥散型相变,且居里温度有向低温方向漂移的趋势.     

溶胶-凝胶法合成Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO复合粉体,研究了烧结温度和合成工艺对陶瓷样品介电性能的影响。研究结果表明,经650℃热处理即可得到颗粒细小均匀的超细Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO粉体,平均粒径在200 nm左右。烧结温度对陶瓷样品的介电生能有明显的影响,1300℃烧结的陶瓷样品具有优良的性能。与二步合成工艺相比,一步合成工艺制备的陶瓷样品具有更好的介(?)性能。     

RGO的制备及其对PMMA/RGO复合材料介电性能的影响

以氧化还原法为基础制备了两种非改性的还原氧化石墨烯(RGO):水合肼还原制备的RGO(RGO–N)和水合肼还原后真空退火制备的RGO(RGO–V),之后以这两种RGO和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料通过简单溶液复合法制备了PMMA/RGO复合材料。通过透射电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对两种RGO的形貌和结构进行了表征。结果表明,这两种RGO都为单层或少数几层的片状结构,其中RGO–V的导电性高于RGO–N,且其厚度低于RGO–N。通过扫描电子显微镜对PMMA/RGO复合材料的断面形貌进行了表征,发现RGO能均匀地分散在PMMA中并且与PMMA有明显的界面相互作用。进一步研究了不同RGO含量下制备的PMMA/RGO复合材料介电性能的变化。结果表明,两种RGO均能提高复合材料的介电常数;且随着RGO含量的增加,复合材料的介电常数明显增大,而介电损耗变化不大。在室温及1 000 Hz下,当RGO–V体积分数为2.75%时,PMMA/RGO–V复合材料的介电常数为20.5,是纯PMMA的的5倍,是相同RGO含量下PMMA/RGO–N复合材料的2.5倍,而介电损耗仅为0.80。     

B2O3-Li2O掺杂低温烧结Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷的介电性能

采用传统陶瓷制备工艺,通过B2O3-Li2O的有效掺杂,低温液相烧结制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷,并对其介电性能进行了研究.X射线衍射分析和介电性能测试结果表明:适量B2O3-Li2O掺杂的BST陶瓷,经97S℃烧结4h,所得样品的主晶相为钙钛矿结构,未出现明显的杂相;随B2O3-Li2O掺杂量的增加,BST陶瓷材料的介电常数减小,Curie峰变得弥散宽化,介电损耗则与未掺杂BST陶瓷的保持一致,即在0.003以下:适量B2O3-Li2O的掺杂对BST陶瓷材料的Curie温度和介电调制性能影响不大.     

PbO-SiO2玻璃对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响

为了制备耐高压、高储能密度陶瓷电容器,研究了不同PbO-SiO2(PS)玻璃添加量对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响。结果表明:PS玻璃能有效降低Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的烧结温度,细化晶粒,提高样品的致密度。添加适量PS玻璃改善了Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的介电性能。添加质量分数为1%PS玻璃的Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷在1100℃烧结致密,相对密度达到98.3%,平均击穿场强达到15.4kV/mm,相对于纯Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的提高了1.5倍,1kHz的室温相对介电常数达到1179,介电损耗为6×10-4。     

热处理温度对Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜结构与性能影响的研究

采用HPAgilent4294A阻抗分析仪、X衍射、扫描电镜等测试方法研究了热处理温度对BaxSr1-x，TiO3（BST）薄膜结构与性能的影响。当升／降温速率为0．5～1℃／min时，得到的薄膜表面均匀、无裂纹、孔洞。经过750℃退火处理后，薄膜的介电性能最佳，即具有较高的相对介电常数和较小的介质损耗。     

Ca掺杂对Ba0.8Sr0．2TiO3本征热释电性能的影响

以尿素（Urea）为添加剂,用溶胶一凝胶工艺在较低温（550℃）合成了钛酸锶钡粉末,在1300℃烧结成陶瓷。研究了Ca掺杂量对陶瓷结构、介电、铁电以及本征热释电性能的影响。研究显示：陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的本征热释电性能受Ca掺杂量影响显著。当Ca掺杂量为2at％时,陶瓷在居里点附近的本征热释电系数达670nC·cm^-1·k^-1。     

改性钛酸锶/PVDF复合材料介电性能研究

采用具有强络合能力的酒石酸在碱性溶液中对SrTiO3陶瓷颗粒进行表面改性,将改性后的SrTiO3颗粒与聚偏二氟乙烯(PVDF)经热压共混成型,制备出系列陶瓷/聚合物基复合材料,对改性SrTiO3/PVDF复合材料进行了介电性能分析。结果表明:添加了改性SrTiO3的复合材料比未改性SrTiO3复合材料的介电常数增加值达34%以上,同时,改性复合材料的介电损耗仍保持较低水平;随着改性SrTiO3在复合材料中含量的增加,介电常数也随之增加,介电损耗仍保持不变,改性后的陶瓷/聚合物复合材料表现出优异的综合介电性能。     

二氧化硅掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电性能与电卡效应

采用传统的固相反应法制备二氧化硅（SiO₂）掺杂钛酸锶钡（Ba_0.65Sr_0.35TiO₃,BST）陶瓷（BST+x%SiO₂）,研究了掺杂二氧化硅对BST陶瓷的物相、微观形貌、介电性能及电卡效应的影响。结果表明：掺杂二氧化硅并未改变BST陶瓷的晶型结构,但有助于提升晶粒的均匀性和材料介电性能频率的稳定性。随着二氧化硅掺杂量增加,BST陶瓷的介电常数呈现单调递减趋势,介电弥散特性逐渐增强。二氧化硅的掺杂有利于提升BST陶瓷的电卡性能,其中BST+3%SiO₂陶瓷具有最优的电卡效应,在30 ℃下可获得最大电卡绝热温变（ΔT_max）,ΔT_max和ΔT_max/ΔE分别为1.6 ℃、8.00×10 ^-7 ℃·m/V,电卡效应半峰宽（T_span）为10 ℃左右。     

CaTiSiO5掺杂对钛酸钡锶陶瓷介电性能的影响

采用传统固相烧结法,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法系统研究了CaTiSiO5掺杂量对(Ba,Sr) TiO3(barium strontium titanate,BST)基电容器陶瓷介电性能和微观结构的影响.结果表明:CaTiSiO5掺杂的BST陶瓷材料的介电损耗都比较小,但是对材料居里峰的移动和展宽效应都明显.随着CaTiSiO5掺杂量的增加,BST陶瓷的介电常数(εr)先增大然后减小,介电损耗(tanδ)先增大然后减小,变化不大,交流耐压强度(Eb)先增大然后减小,容温变化率先减小然后增大.当掺杂CaTiSiO5质量分数为0.8％时,BST陶瓷的综合介电性能较好:介电常数(εr)=2540,介电损耗(tanδ)=0.0036,耐压强度(Eb)=5.6 kV/mm(AC),在-30～85℃温度范围内,容温变化率为-18.9％ ～ 20.6％,容温特性符合Y5S特性.     

溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡铁电薄膜的研究

钛酸锶钡(BST)薄膜是一类重要的铁电薄膜材料。采用溶胶-凝胶法制备了不同组分的具有钙钛矿结构的BST薄膜。利用X射线衍射技术(XRD),研究了不同退火条件下BST薄膜的结晶特性,结果表明制备的BST薄膜形成了单一的钙钛矿结构;利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,结果表明制备的BST薄膜光滑,平整,无明显的孔洞和裂纹,且生长良好。BST薄膜的晶粒细致,排列整齐,分布均匀,呈现球状。     

Roles of Ba/Ti Ratios in the Dielectric Properties of BaTiO3 Ceramics

The effect of the Ba/Ti ratio on microstructure, dielectric/ferroelectric properties, and domain width was studied using optical microscopy, ɛ( T ) curves, D – E hysteresis, and transmission electron microscopy. Although Ti-excess samples showed abnormal grain growth and a decrease of room-temperature permittivity due to a liquid phase at grain boundaries, its ferroelectric properties were similar to those of stoichiometric BaTiO₃ ceramics. However, in Ba-excess samples, an increase of permittivity and ferroelectric properties different from those of stoichiometry were found. Changes in domain width and ferroelectric transition behavior indicated that the variation of dielectric properties was related to the internal stress. It is proposed that this internal stress originated from differences in the thermal expansion coefficient between the matrix and the second phase.     

晶粒尺寸对Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷介电铁电特性的影响

利用微波烧结技术和传统烧结技术制备了晶粒尺寸在0.8～15μm的Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷，并对样品的介电特性和铁电特性进行了测试，分析了晶粒尺寸对材料介电和铁电性能的影响，实验结果表明，微波烧结技术可以有效地控制Ba0.80Sr0.20TiO3陶瓷的晶粒尺寸，晶粒尺寸降低，材料的介电常数大幅度提高，弥散指数降低，在外电场作用下，材料介电常数呈现明显的非线性效应，晶粒尺寸的大小对非线性效应产生影响，随晶粒尺寸的降低，材料的矫顽电压，剩余极化和自发极化都有所提高。     

Crystal Structure and Dielectric Properites of Bao.6Sr0.4TiO3/MgO Ceramics Doped with ZrO2 and MnO2

通过固相反应法制备Mn、Zr共掺杂钛酸锶钡／氧化镁陶瓷粉体,经干压成型后在空气气氛中于l450℃烧结4h,通过扫描电子显微镜和X射线衍射研究了ZrO2和MnO2共掺杂的Bao6Sro4TiO3／MgO复合陶瓷材料的微结构和介电性能。结果表明：Zr02可以显著降低材料的介电常数和介电损耗,有效提高了陶瓷材料的温度稳定性;随ZrO2添加量的增加,体系的晶胞参数略有增加,MgO在钛酸锶钡中以独立相的形式存在：制备出的BST铁电陶瓷材料的25℃相对介电常数较低（＆〈110）,介质损耗小于1．0×10^-3（在频率为10kHz时）,温度系数小于6．012×10^-3,可调性大于20％（8．0kV／mm）,适用于制作移相器。