(Pb_(1-x)Srx)TiO_3铁电薄膜电滞回线的测试分析

采用磁控溅射法制备了PST薄膜,讨论了其制备工艺并着重对其电滞回线进行了测试分析。从测试结果来看,其饱和极化强度PS典型值为19.0μC+cm2,剩余极化强度为6.6μC+cm2,矫顽场强为16kV+cm,热释电系数为10-4量级。表明所制备的PST薄膜具有较好的铁电性能。

Si衬底(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的制备与性能研究

性能优良的 Si衬底铁电薄膜的制备对制作 Si基单片集成非制冷焦平面阵列 (UFPA)器件意义重大。文中采用磁控测射技术在 Si衬底上成功地制备了 (Pb1 - x Srx) Ti O3系铁电薄膜 ,该薄膜以 LSCO/ITO复合薄膜作底电极 ,Au薄膜作顶电极 ,其制备工艺可与 Si微电子技术兼容。测试结果表明 ,其微观结构致密 ,绝缘性较好 ,电阻率可高达 1 0 1 1 Ω· cm量级 ,介电常数与热释电系数分别可达 1 0 2 及 1 0 - 2 μC/cm2 K量级。

O.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-O.1PbTiO3功能铁电薄膜的制备及其电性能研究

利用溶胶凝胶(sol-gel)技术制备Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMNT)铁电薄膜,研究了不同的溶剂对溶胶的配制和溶胶稳定性的影响,得到了可以长期稳定放置的溶胶;采用热重分析和差热分析的方法研究了凝胶的热解过程,确定了420℃为溶胶的热解温度,750℃为合理的结晶温度;以Pt/Ti/Si(100)为衬底,成功地制备了0.9Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.1PbTiO3铁电薄膜.通过X射线衍射分析了热处理温度对薄膜相的影响.通过高倍显微镜研究了薄膜的表面形态,通过ZT-Ⅱ型铁电参数测试仪对PMNT薄膜进行了铁电性能测试.测试结果表明,制备的PMNT铁电薄膜为具有完全钙钛矿相的弛豫性PMNT铁电薄膜,薄膜无裂纹,致密性好,其剩余极化和矫顽场分别可达到2.5μC/cm2和45kV/cm.

Ba_xSr_(1-x)TiO_3微弧氧化铁电薄膜微观结构及电学性能

用分析纯Ba(OH)2·8H2O和Sr(OH)2·8H2O配制电解液,采用微弧氧化法在工业纯钛板(99.5%)表面原位生成BaxSr(1-x)Ti O3铁电薄膜。研究了Ba2+/Sr2+对薄膜晶体结构、物相组成、表面形貌及表面粗糙度的影响,并对薄膜的介电、铁电性能进行了表征。结果表明,Ba2+/Sr2+对薄膜晶体结构无影响,但随Ba2+含量增加,BaxSr(1-x)Ti O3薄膜中x值与理论值偏离越大;随电解液浓度及Ba2+/Sr2+增加,薄膜表面变得疏松,散布的颗粒尺寸增大,表面粗糙度值增加。在Ba2+和Sr2+各为0.2 mol/L时所得薄膜表面平整度及致密性最好,表面粗糙度值最小,其在100 Hz条件下的介电常数为454.8,且具有饱和电滞回线,有较好的商业化应用前景。

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜微结构与制备工艺研究

采用射频磁控溅射技术在室温淀积、其后在700℃下退火10min,制备了(Pb,La)TiO3(简记为PLT)铁电薄膜。利用XRD研究了薄膜的结晶性;利用XPS研究了薄膜表面的化学成分、组分以及表面原子的化学价态;利用SEM研究了薄膜的断面。薄膜结构分析结果表明,在一定的制备工艺条件下,薄膜制备时间的长短对薄膜结晶性能的影响不大;XPS波谱分析表明,所测得的元素有Pb、La、Ti、O和C,其中C元素是薄膜在制备或测试过程中的污染,薄膜中没有其它杂质元素;由断面的SEM分析可知,在本论文采用的制备工艺条件下,薄膜与基底之间基本上没有互扩散,薄膜与基底的界面比较清楚。

(Ba,Pb)TiO_3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.

Pb(Sc_(1/2)Ta_(1/2))O_3铁电薄膜的制备及性能研究

用Pb(CH3COO)2·3H2O、Sc(CH3COO)3·xH2O和C10H25O.5Ta为原材料,乙二醇甲醚为溶剂,用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SO2/Si基片上成功地制备出ABO3钙钛矿型结构Pb(Sc1/2Ta1/2)O3(PST)铁电薄膜。该薄膜是研制铁电微型致冷器和非致冷热释电红外焦平面阵列的优选材料。对制备出的PST薄膜进行了介电、铁电和热释电性能测试。测试得到在1kHz下PST薄膜的介电常数为570,介电损耗为0.02。铁电性能良好,剩余板化强度为3.8～6.0μC·cm-2,矫顽场为40～45kV·cm-1。热释电系数为4.0×10-4～20×10-4Cm-2K-1。

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电陶瓷介电特性的测试分析

采用常规陶瓷工艺掺杂不同含量的分析纯SiO2和La2O3,在不同烧结温度下,制备了系列(Pb1-xSrx)TiO3(简称PST)铁电陶瓷。对所制备的PST铁电陶瓷的介电特性进行了测试分析。1250℃烧结温度较1200℃烧结温度下样品在居里点处的温度系数α有所提高,介电常数ε略高(均在103量级),介电损耗D略有降低。随着工作频率的增加,样品介电常数有较明显的下降,介电损耗D略有增加。

(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3薄膜的结构与光学特性研究

采用sol-gel法制备(Pb1-xSrx)TiO3(x=0.40,0.50,0.60,0.70,简称PST40,PST50,PST60与PST70)前驱体溶液,通过旋涂工艺在石英玻璃基片上沉积PST薄膜。研究了PST薄膜的结构和光学特性。结果显示,经750℃退火30min,所得PST薄膜为晶化良好的钙钛矿立方结构,薄膜平均晶粒尺寸为200～300nm。750℃退火的PST40、PST50、PST60和PST70薄膜样品的直接带隙能分别为3.74,3.79,3.80和3.85eV。随着Sr含量的增加,带隙能增加。

Pb_xSr_(1-x)TiO_3陶瓷及薄膜的制备和性能研究

研究了Pb的摩尔分数对PbxSr1-xTiO3（x=0．2～0．8）陶瓷微结构和介电性能的影响，当x〈0．45时晶体为立方相，x≥0．45时为四方相；随着Pb的摩尔分数增大，陶瓷气孔率下降，致密度增加，晶粒尺寸逐渐增大，居里峰近似线性地向高温方向移动，并具有一致的居里外斯常数。采用射频磁控溅射法在Pt／Ti／SiO2／Si（100）上制备了Pb0.3Sr0．7TiO3（PST30）薄膜，经550℃退火后为（111）择优取向的多晶薄膜，1kHz下的可调率为21．8％。

溶胶-凝胶法制备(Pb_(0.76)Ca_(0.24))TiO_3薄膜及性能研究

以硝酸钙、醋酸铅和钛酸丁酯为原料,甲醇做溶剂,乙酰丙酮为稳定剂。用简单的溶胶-凝胶法和快速退火工艺在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片成功地制备出四方钙钛矿相(Pb0.76Ca0.24)TiO3(PCT)薄膜。用原子力显微镜、扫描电镜分析了薄膜的表面和断面形貌;测试了薄膜的铁电和介电特性。PCT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为36μC/cm2和240kV/cm,在100kHz,薄膜的介电常数和损耗因子分别为295和0.027。

溶胶–凝胶法制备Pb(Zr_x,Ti_(1–x))O_3薄膜研究进展

Pb(Zrx,Ti1-x)(PZT)铁电薄膜因具有优良的铁电性、压电性、热释电性和声光性能而受到广泛关注,其电、光性能与其制备过程密切相关。简要介绍了PZT薄膜制备工艺流程,系统地从前驱体溶液、摩尔比r(Zr:Ti)、热处理工艺、电极材料以及掺杂改性等五个方面概述了sol-gel法制备PZT薄膜的研究进展,并指出了目前sol-gel法制备PZT铁电薄膜研究中存在的一些问题以及未来的研究方向。

Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/AlxGa1-xN/GaN异质结构的电容-电压特征（英文）

通过在调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0 53 Ti0 4 7)O3 (PZT)铁电薄膜 ,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属 铁电 半导体 (MFS)结构。在高频电容 电压 (C V)特性测量中 ,发现Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质界面二维电子气 ( 2DEG)的浓度在 -1 0V偏压下从 1 5 6× 1 0 13 cm-2 下降为 5 6× 1 0 12 cm-2 。由于PZT薄膜的铁电极化 ,在 -1 0V偏压下可以观察到宽度为 0 2V的铁电C V窗口 ,表明在没有铁电极化方向反转的条件下 ,PZT/AlxGa1-xN/GaNMFS结构也能出现存储特性。因为 2DEG带来的各种优点 ,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用。

Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3/Al_xGa_(1-x)N/GaN异质结构的电容-电压特征(英文)

通过在调制掺杂Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质结构上淀积Pb(Zr0 53 Ti0 4 7)O3 (PZT)铁电薄膜 ,我们发展了一种基于AlxGa1-xN/GaN异质结构的金属 铁电 半导体 (MFS)结构。在高频电容 电压 (C V)特性测量中 ,发现Al0 2 2 Ga0 78N/GaN异质界面二维电子气 ( 2DEG)的浓度在 -1 0V偏压下从 1 5 6× 1 0 13 cm-2 下降为 5 6× 1 0 12 cm-2 。由于PZT薄膜的铁电极化 ,在 -1 0V偏压下可以观察到宽度为 0 2V的铁电C V窗口 ,表明在没有铁电极化方向反转的条件下 ,PZT/AlxGa1-xN/GaNMFS结构也能出现存储特性。因为 2DEG带来的各种优点 ,可以认为AlxGa1-xN/GaN异质结构在以存储器为目标的MFS场效应晶体管中有重要应用。

掺钐钛酸铅铁电薄膜的制备和主要性质

采用金属有机分解法(MOD)在P型Si(111)衬底上制备了Pb0.85Sm0.1TiO3(PST)薄膜。用X-射线衍射技术研究了退火温度对薄膜的结构和结晶性的影响。同时还研究了薄膜的介电、铁电和绝缘性能。结果发现在600°C下退火1h的PST薄膜呈钙钛矿结构;在0～16V范围内,薄膜的漏电流小于1.17×10-7A;在±10V的偏压范围内,电容-电压(C-V)记忆窗口宽度为4.5V;在室温10kHz下,其介电常数为37.25,介电损耗为0.042。

磁控溅射制备PST薄膜的介电与铁电性能

（Pb1-xSrx）TiO3系铁电材料是一种互溶性较好的钙钛矿材料，本文采用磁控溅射法，在Si基底上成功地制备了结构致密、性能优良的PST铁电薄膜，其制备工艺可与Si微电子技术兼容。性能测试表明，其介电常数可达900，接近10^3量级，介电损耗较低，约在0．12-0．21之间（-10℃至60℃）。铁电性能也较好，其饱和极化强度可接近10μC／cm^2，矫顽场强约21kV／cm。

影响磁控溅射制备PST/Si薄膜介电特性的几个因素

采用磁控溅射制备了Si基(Pb1-xSrx)TiO3(简称PST/Si)薄膜。测试表明,热处理工艺对PST/Si薄膜介电特性有着一定的影响,适当温度、适当时间的热处理可得到均匀致密的膜层及生长良好的晶粒,从而确保PST薄膜良好的介电特性。样品上电极材料对介电特性也有重要影响。Al较Au电极易氧化,从而易在其与PST薄膜的界面形成一氧化层,增加了串联电阻,导致介电损耗总体上要低。工作频率对材料的介电弛豫特性及漏电导等也会产生影响。

溅射气氛对所制备PST/Si薄膜性能的影响

采用高频磁控溅射法制备了Si基（Pb1-xSrx）TiO3系铁电薄膜（以下简称PST／Si）。实验表明，合适的Ar、O2分压比，能保证溅射时挥发出的Pb及时与补充的O离子得以充分化合，确保制备所需成份的PST薄膜。O2分压过高，Au电极中将有大量的O离子严重渗透，从而使PST薄膜介电损耗增加并降低其极化能力。实验中Ar、O2比为5：1的PST／Si样品性能较好，其介电损耗约在0．12～0．21之间，热释电系数约为2．35×10^-2μC／cm^2K。