Gd掺杂的多铁性陶瓷BiFeO3结构与磁性能研究

通过固相反应法制备了Bi1-xGdxFeO3多铁性陶瓷,XRD图谱表明,随着掺杂量的增大其由三角钙钛矿结构转变为正交钙钛矿结构,Raman图谱研究亦表明Gd掺杂可能引起了其结构的转变;且随着Gd掺杂量的增大,样品的矫顽力、剩磁与饱和磁化强度都大大提高,说明Bi1-xGdxFeO3陶瓷的铁磁性在不断增强,这可能是由于Gd...     

采用新型La_(0.07)Sr_(0.93)SnO_3电极制备外延透明BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3铁电薄膜电容器

本文使用脉冲激光沉积的方法在SrTiO3(STO)单晶衬底上采用一种新型的透明导电氧化物材料La0.07Sr0.93SnO3(LSSO)薄膜作为电极材料制备了BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)铁电薄膜电容器.XRD表征结果证实BF-MO/LSSO/STO外延异质结具有很好的单晶质量.光透过率的测试结果表明在500~2500nm的波长范围内,整个异质结的透光率与单纯STO衬底基片相似.在波长500nm附近BFMO出现吸收边,通过对吸收边进行(hνα)2-hν曲线拟合得到BFMO的直接光学带隙约为2.8eV.利用Pt作为上电极,我们测得了饱和的电滞回线,剩余极化Pr~60μC/cm2.     

磁电多铁性材料的宠儿:铁酸铋(BiFeO_3)研究进展的十年回顾

近十几年来,由于对新一代高性能(低能耗、高存储密度、高读写速度)电子功能器件的需求,多铁性材料特别吸引人们的关注。在这些多铁性化合物中,铁酸铋(BiFeO3,简写为BFO)具有高的铁电居里温度和高的反铁磁转变温度,是目前最有应用前景的多铁性材料之一。文章介绍了BFO的晶体结构、铁电极化结构以及反铁磁自旋结构,探讨了在它的基态和高应变状态下,极化与自旋是如何强耦合在一起的。在此基础上,进一步探讨了利用铁电/反铁磁BFO基体系来实现强磁电耦合效应(特别是在低维系统如异质结界面、畴壁或相界中)。文章还对BFO基纳米复合自组装结构中的磁电耦合做了简单介绍。通过对BFO这一多铁性模型体系的研究,可以帮助人们更好地认识铁性材料中衍生出的新奇量子现象,从而利用高等外延生长技术开发和设计新型人造超结构来实现材料的电性、磁性和弹性之间的耦合。     

生长温度对Ga掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

在不同衬底温度(室温~750 ℃)条件下,采用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英玻璃和单晶硅(111)衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。结果显示:衬底温度的变化导致衬底表面吸附原子扩散速率和脱附速率的不同,从而导致合成薄膜结晶质量的差异,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最好的结晶特性;GZO薄膜中载流子浓度随衬底温度升高而单调减小的现象与GZO薄膜中的本征缺陷密切相关,晶界散射强度的变化导致迁移率出现先增大后减小的趋势,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最小的电阻率~0.02 Ω·cm;随着衬底温度的升高,薄膜载流子浓度的单调减小导致了薄膜光学带隙变窄,所有合成样品的平均可见光透过率均达到85%以上。采用PLD方法制备GZO薄膜,衬底温度的改变可以对薄膜的光电性能起到调制作用。     

Mn掺杂对ZnO薄膜结构及发光性能的影响

利用脉冲激光沉积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的Mn掺杂ZnO薄膜.X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其它相,随着掺杂量的增加,c轴晶格常数增大.原子力显微镜结果显示:Mn的掺杂引起了ZnO薄膜表面粗糙度的变化.由光致发光谱发现,在387 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰,还有以4...     

Si基铁电Bi3.15Nd0.85Ti3O12多层薄膜的一致取向生长和性能的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,利用LSCO/CeO2/YSZ多异质缓冲层,在Si(100)基片上成功地制备了c轴一致取向的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)铁电薄膜.利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析测定了薄膜的相结构、取向和形貌特征,考察了沉积温度和氧分压对BNT薄膜微结构、取向和形貌的影响,确定了BNT薄膜的最佳沉积条件.对在优化的条件下制备得到的BNT薄膜的C-V曲线测试得到了典型的蝴蝶形曲线,表明该薄膜具有较好的电极化反转存储特性.最后讨论了BNT薄膜铁电性能与薄膜取向的相关性.     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Bi4Ti3O12和Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜,研究了La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响,发现La掺杂没有改变Bi4Ti3O12薄膜的基本晶体结构,并且提高了Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能,对La掺杂改善Bi4Ti3O12铁电薄膜性能的机理进行了讨论.     

铌酸钾钠基(KNN基)无铅铁电薄膜的低温铁电性能

在 SrTiO3 (001 ) 衬 底 上 生 长 SrRuO3 后, 外 延 生 长 的 0. 95 ( K0 .49 Na0 .49Li0 .02 ) ( Ta0 .02 Nb0 .8 ) O3 -0.05CaZrO3 (额外掺杂了2 wt% MnO2 ) 无铅铁电薄膜 ( 简称 KNNLT-CZM) 被系统研究. X 射线衍射结果说明KNNLT-CZM 薄膜具有较高的质量. X 射线光电子能谱 (XPS) 表明部分 K 元素没有进入 KNNLT-CZM 钙钛矿结构晶格中, Mn 元素主要以 Mn2 + 形式存在. 变温电滞回线(P-E) 表明 KNNLT-CZM 薄膜在78 K 到300 K 范围内都拥有极好的铁电性. 以上结果表明此类薄膜在电子器件应用方面具有极大的潜力.     

氧分压对Mg掺杂ZnO薄膜结晶质量和光学特性的影响

利用脉冲激光沉积技术,通过改变沉积过程中的氧气压力,在蓝宝石(0001)基片上制备了一系列ZnMgO合金.通过X射线衍射、反射和透射光谱以及室温和变温荧光光谱,对薄膜的结构和光学性能进行了系统地表征,分析了工作气压对ZnMgO合金薄膜的结晶质量及光学特性的影响.研究结果表明:随着沉积环境中氧气压力的增大,ZnMgO薄膜的结晶质量下降,富氧环境下,与蓝宝石晶格平行的ZnO晶粒的出现是导致薄膜结晶质量下降的主要原因;相对于本征ZnO,不同氧气环境下沉积的ZnMgO薄膜的紫外荧光峰均出现了不同程度的蓝移.随着工 关键词： ZnO Mg掺杂 脉冲激光沉积 薄膜生长 光学特性     

氧空位缺陷对PbTiO_3铁电薄膜漏电流的调控

基于非平衡格林函数及密度泛函理论第一性原理计算方法,计算了Fe, Al, V和Cu四种阳离子掺杂对氧空位缺陷引起的PbTiO_3铁电薄膜漏电流的调控.研究表明:Fe和Al离子掺杂将会增大由其中氧空位缺陷导致的铁电薄膜的漏电流,而Cu和V离子掺杂对该漏电流的大小具有明显抑制作用.这是因为Cu和V掺杂对氧空位缺陷有明显的钉扎作用.相比于半径更大的Cu离子,由于V的离子半径更小,且更接近于PbTiO_3铁电薄膜中Ti的离子半径,可以预言V离子更可能被掺杂进入薄膜,从而抑制氧空位缺陷引起的漏电流.研究结果对铁电薄膜器件的电学性能控制和优化有一定的理论指导意义.     

不同前驱体溶液制备BiFeO3薄膜的晶体结构及电学性质研究

BiFeO3 是技术上广泛应用的极为重要的一类多铁性材料.本文采用sol-gel法,在ITO基底上分别采用乙酸和硝酸为溶剂制备纯相BiFeO3薄膜.XRD、电滞回线与介电性分析表明,在退火温度为600℃时,两种溶液均能制备出BiFeO3晶体,相比之下,利用乙酸制备BiFeO3比较容易,且铁电性好.     

EFFECTS OF LONG-RANGE INTERACTIONS ON THE FERROELECTRIC FILM

The effect of long-range interactions on the spontaneous polarization and the Curie temperature of the ferroelectric film is investigated by use of the Landau theory. On the assumption that the nearest-neighbour interaction remains constant, we find that the spontaneous polarization and the phase transition temperature increase with the enhancement of the long-range interactions. In the case of positive extrapolation length, the critical thickness of the ferroelectric film, in which a size-driven phase transition occurs, decreases with the enhancement of the long-range interactions.     

强电流铁电阴极电性能参数与发射结果的关系研究

 在实验结果的基础上,从理论上阐述了材料的电滞回线、介电常数、压电常数等性能对电流发射性能的明显影响,并通过材料的掺杂改性提高材料的性能参数,从而达到了提高发射电流密度的目的。     

测量线路中的漏电来源及防护措施

本文以单臂电桥为例，分析测量线路中的漏电来源以及采取适当措施的方法。     

应力对铋系铁电薄膜性能影响的研究进展

应力普遍存在于铁电薄膜中，是影响薄膜性能和薄膜电子器件可靠性的一个重要参数。本文系统介绍了本小组近年来所进行的应力对铋系铁电薄膜（Bi3.25La0.75Ti3O12，Bi3.15Nd0.85Ti3O12和SrBi2Ta2O9）的铁电性能及与铁电存储有关的开关、疲劳性能等影响的研究。结果表明：张应力有利于增大薄膜的剩余极化和开关电荷量，而压应力却使得两者都降低。还发现：应力对薄膜的开关时间、矫顽场、疲劳性能等都有影响。其结果都与“应力作用下薄膜内铁电畴的重新取向”有关。     

预注入对Si_(1-x)C_x合金形成的影响

室温下在单晶Si中注入 (0 6— 1 5 )at%的C原子 ,部分样品在C离子注入之前在其中注入2 9Si 离子产生损伤 ,然后在相同条件下利用高温退火固相外延了Si1 -xCx 合金 ,研究了预注入对Si1 -xCx 合金形成的影响 .如果注入C离子的剂量小于引起Si非晶化的剂量 ,在 95 0℃退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇 ,难于形成Si1 -xCx 合金 ,预注入形成的损伤有利于合金的形成 .随着C离子剂量的增大 ,注入产生的损伤增强 ,预注入反而不利于Si1 -xCx 合金的形成 ,但当注入C原子的浓度超过固相外延的溶解度时 ,预注入的影响可以忽略 .退火温度升高到 10 5 0℃ ,无论预注入还是未预注入样品 ,C含量低的合金相仍然保留 ,而C含量高的合金相大部分消失 .     

EFFECTS OF THE QUALITY OF SUBSTRATE ON THE STRUCTURE AND SUPERCONDUCTING PROPERTIES OF Yba2Cu3O7-x THIN FILM

We have systematically investigated the structures, morphologies, microwave surface resistance, DC performances and the substrate qualities of three YBa₂Cu₃O_7-x(YBCO) thin films 30mm in diameter. The three samples deposited by the same process have been proved of different properties. It has been shown that the structure and superconducting properties of the thin film depend strongly on the quality of substrate.