Sol-甩膜法制备钛酸钡薄膜及其微观形态的SPM研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法合成稳定的前驱体溶液,在单晶硅(100)上用甩膜法制得了均匀致密的钛酸钡薄膜,利用差热-热重(DTA-TGA)技术分析了钛酸钡(BT)干凝胶的热演化过程,首次用电子探针显微镜(SPM)之原子力显微镜(AFM)直接地从三维的角度观测了钛酸钡薄膜微观形成过程,并用XRD技术跟踪了薄膜加热过程中物相的变化情况,得到了薄膜生长的基本信息,最终制得了表面光滑的钛酸钡薄膜,晶粒大小在50-70nm之间。最佳煅烧温度为700℃。

Y掺杂钛酸钡薄膜的Sol-Gel法制备及PTC效应

本文采用 Sol- Gel法在 Pt/Ti/Si( 1 0 0 )衬底上制备了 Y掺杂半导化 Ba Ti O3的 PTC薄膜 ,前驱物为醋酸钡、钛酸四丁酯 ,溶剂体系选用乙二醇 -乙二醇甲醚 -甲醇 -水 ,添加乙酰丙酮作为螯合剂及聚乙二醇作为表面活性剂 .其 R- T特性转变温度约为 1 38℃ ,升阻比达 4个数量级 ,转变温区约 2℃ .

纯钛表面制备钛酸钡薄膜的技术参数研究

目的探讨在纯钛基片上制备钛酸钡薄膜的技术参数,为增强钛瓷结合强度奠定研究基础。方法以碳酸钡和钛酸丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法在纯钛基片上制备钛酸钡薄膜,对比不同浓度溶胶、不同干燥机制条件下制备的薄膜的质量。结果 180℃干燥、380℃热处理、升温速率6℃/min和120℃干燥、300℃热处理、升温速率3℃/min两种条件相比,前一种条件制备的薄膜退火后开裂程度大。采用0.3 mol/L钛酸钡溶胶,在后一种条件下制备的薄膜基本完好,无裂纹;而采用0.35 mol/L钛酸钡溶胶,在相同条件下制备的薄膜裂纹较明显。结论采用0.3 mol/L钛酸钡溶胶,在120℃干燥、300℃热处理、升温速率3℃/min的条件下制备薄膜,薄膜质量最佳。

镍掺杂钛酸钡薄膜的溶胶——凝胶法制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶薄膜制备方法,以钛酸丁酯和乙酸钡为主要原料,制备了不同镍掺杂的钛酸钡薄膜。对所制得的膜样品进行XRD衍射测试以及紫外-可见分光光度计透过率测试,分析了不同含量镍掺杂对钛酸钡薄膜结构和光学性能的影响。

薄膜厚度对钛酸钡类薄膜传感器敏感特性的影响

利用氩离子束溅射技术,分别在SiO2/Si衬底上淀积了0.5 mm、1 mm和2 mm的Ba1-xLaxNbyTi1–yO3薄膜,并探讨了薄膜厚度对MIS电容湿敏特性的影响以及薄膜厚度对薄膜电阻的光敏和热敏特性的影响。实验结果表明:0.5 mm膜厚的MIS电容传感器具有比2 mm膜厚的MIS电容传感器高9倍的湿敏灵敏度。用孔隙率和孔径分布物理模型分析得出,薄膜越薄,膜的孔隙率越高,器件的湿敏灵敏度越高。反之,薄膜越厚,光吸收越强,薄膜电阻的光敏灵敏度越高;但薄膜厚度对薄膜电阻热敏特性的影响甚微,敏感机理与薄膜的微观结构可解释这些现象。

高分子辅助沉积法在镍基片上制备的钛酸钡薄膜的漏电机制

采用高分子辅助沉积法在多晶镍衬底上,以氧化镍作为缓冲层,生长了多晶钛酸钡(BaTiO3,BTO)薄膜。对其漏电特性测试及分析发现,在测试电压区间和极性不同时,分别具有不同的漏电机制,可分别用Frankel-Pool emission,space charge limited current(SCLC)与Schottky emission等机制来描述。由于界面缓冲层分解以及界面扩散等原因,BTO/Ni界面呈现Ohmic接触,而Au/BTO界面呈现Schottky势垒接触。通过测量不同温度下的漏电流大小,得到Au/BTO界面的有效势垒为0.32eV,从而得到Au/BTO/Ni能带结构图。利用一阶线性电路模型对其界面电阻与体电阻进行计算,得到的界面电阻与体电阻大小及变化趋势与实验及理论相符合。

低温水热合成钛酸钡纳米管阵列薄膜及性能研究

以二氧化钛纳米管阵列为模版,用水热法合成了钛酸钡纳米管阵列薄膜。讨论了水热温度、水热时间、碱的浓度对其生长形貌的影响。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了其晶体结构及微观形貌;用热重-差示扫描量热仪测定了材料的热学性能;用宽频介电阻抗谱仪测试了样品的介电性能。结果表明,在低至100℃水热温度下反应6h即可制得单一相的钛酸钡纳米管阵列薄膜。水热时间的延长和较高的水热反应温度有助于提高样品的介电常数。氢氧化钾的加入抑制了钡离子向纳米管阵列中扩散而促使表面颗粒的结晶长大。纳米管的结构转变温度在700～1100℃之间,至1280℃左右时发生相变转变。

应用电泳沉积技术制备钛酸钡铁电陶瓷薄膜

采用电泳沉积技术在Pt电极基片上制备BaTiO3铁电陶瓷薄膜。探讨了电泳沉积过程中的控制因素 (悬浮液体系、电场强度、料浆浓度、沉积时间等 )对成膜性能的影响 ,并对薄膜材料的结构、性能进行了表征。实验结果表明 :在 1 0 5 0℃ (2h)的烧成温度下 ,经重复沉积—烧结 2～ 3次可得到基本无缺陷的BaTiO3陶瓷薄膜。测量频率在 1kHz时 ,室温 (2 3℃ )下的介电常数ε =2 3 0 0 ,介电损耗tanδ =0 2。

用于电容器的钛酸钡薄膜

美国乔治亚工学院的科学家开发出一项技术，制造成以塑料为基质的钛酸钡纳米微粒薄膜。用这种薄膜制成的电容器比现有器件可存贮高出一倍的能量。改进的电容器可用于手机以及军用器件，不但贮存能量大，而且放电速度快。

BaTiO_(3)纳米单晶薄膜在外加电场作用下畴结构演化的相场研究

铁电薄膜的工作电场加载频率及基底失配应变可影响微观畴结构形态和材料宏观铁电性能。本文利用相场模拟方法分别研究了在-0.1%、-0.7%的失配应变下,0.1~100 kHz频率范围内BaTiO_(3)纳米单晶薄膜的铁电性能变化规律。研究发现,随着外加电场频率的增大,薄膜电滞回线由四方形向椭圆形转变,标准蝶形曲线向腰果形曲线发生改变。在50 kHz以下的低频段,矫顽场随频率增加而快速升高,但剩余极化强度变化幅度不大;而在50 kHz以上的高频段,矫顽场随频率增加略有升高,剩余极化强度则呈下降趋势。在低频段下铁电性能的频率依赖性受失配应变的影响较大,而在高频段下则对失配应变不敏感。同时发现,压缩失配应变可导致剩余极化及矫顽场显著升高,而拉伸应变的效果相反。分析表明,BaTiO_(3)纳米单晶薄膜铁电性能的频率依赖性源自内部微结构演化速度与外电场施加速率的相互竞争。本研究可为铁电功能薄膜材料的实验设计提供理论基础,为其在高频电子器件中的应用提供有力支撑。

钛酸丁酯乙酸钡溶胶系统中的化学机制

为用溶胶 凝胶技术制备BaTiO3 薄膜 ,以乙酸钡、钛酸丁酯、乙酸、乙醇等为原料配制的前驱溶液系统 ,加入适量的乙酰丙酮作螯合剂 ,可得到性能稳定的溶胶 ;利用FTIR分析 ,揭示了该溶液系统中的相关的化学反应机制 .分析结果表明 :该溶液系统的胶化主要取决于钛酸丁酯的逐步水解并与包括乙酸钡在内的其他有机分子的聚合 ;乙酸不仅作为乙酸钡的溶剂 ,而且能有效地减缓钛酸丁酯的水解速率而维持溶胶的稳定性 ;

BaTiO_3薄膜的MOCVD方法制备及进展

本文概述了用金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）方法制备ＢａＴｉＯ３薄膜的原理和特点，着重介绍低压ＭＯＣＶＤ、等离子体增强ＭＯＣＶＤ和光辅助ＭＯＣＶＤ三种技术在ＢａＴｉＯ３薄膜制备中的应用，并指出了最新研究进展。

BaTiO_3介电薄膜的微弧氧化制备及表面形貌

通过正交试验优化了微弧氧化制备表面形貌较好、粗糙度较小的BaTiO3薄膜的工艺参数,对最优工艺参数下制备的薄膜进行了表征,并研究了溶液浓度、电流频率、电流密度和反应时间对薄膜表面形貌和表面粗糙度的影响.结果表明:在最优工艺条件下(Ba(OH)2溶液浓度0.5mol/L、电流频率100Hz、电流密度2.0 A/cm2、反应时间5 min),所得薄膜主要由四方相BaTiO3组成,其在1kHz下的介电常数为113.0;随着溶液溶度和电流频率(150Hz以下)的增加、电流密度的减小、反应时间的缩短,薄膜表面变得平整,粗糙度变小.

PLD法制备高介电调谐率的纳米晶BZT薄膜

用脉冲激光沉积工艺制备了Ba(ZrxTi1-x)O3(x=0.25,0.30简称BZT25和BZT30)介电薄膜。在650℃原位退火10 min,薄膜为(111)取向柱状生长的晶粒,取向度分别为0.45和0.75。BZT25和BZT30薄膜的平均晶粒尺寸分别为50 nm和60 nm。在室温、1 MHz和3×105 V/cm条件下,BZT25的最大εr和调谐率分别达到563和65%,BZT30的最大εr和调谐率分别达到441和57%。薄膜为(111)取向生长,主要是基于薄膜与底电极Pt界面层立方相结构Pt3Ti的诱导,即(111)Pt3Ti和(111)BZT的晶格匹配。

溶胶–凝胶法制备BaTiO_3薄膜的研究

以醋酸钡和钛酸丁酯为原料,应用溶胶–凝胶法在 Al2O3基片上制备了 BaTiO3薄膜。具体分析了原料、溶剂、催化剂、溶液的 pH 值、螯合剂和表面活性剂对溶胶–凝胶体系的影响,以及加水量、乙二醇加入量和醋酸对溶胶–凝胶黏度的影响。并且可以把掺杂离子加入到溶胶–凝胶中,为调节 BaTiO3薄膜的性能打下了良好的基础。

纳米晶Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3薄膜的外延生长与介电特性

用脉冲激光沉积工艺在半导体(001)SrTiO3∶ω(Nb)=1.0%单晶基片上,外延生长出Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(简称BZT)介电薄膜.在650℃原位退火10 min,薄膜为(001)外延生长的晶粒.薄膜的晶化特征与表面形貌用薄膜X-ray衍射仪和原子力显微镜测量完成.BZT薄膜(002)峰的半峰宽只有0.72°,说明薄膜晶化良好;薄膜的平均晶粒为90 nm,表面均方根粗糙度为4.3 nm,说明薄膜表面平整.在室温、100 kHz和500 kV/cm条件下,BZT的最大介电常数和调谐百分率分别达到317和65%.

BaTiO_3薄膜的Sol-Gel制备工艺及性能

利用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)衬底上制备了BaTiO_3薄膜,研究了不同退火条件下BaTiO_3薄膜的晶相结构及表面形貌,测试了BaTiO_3薄膜的电学性能.发现经900℃,120min退火处理的BaTiO_3薄膜的介电-温度(ε_r-T)关系具有明显的弥散相变特性.

PLD方法制备的Ce∶BaTiO_3薄膜的电学及电光性质

钛酸钡（ＢａＴｉＯ３，ＢＴ）是钙钛矿结构的铁电晶体，它具有优良的电光和非线性光学性质。用它制成的铁电薄膜在高密度的动态存储器和非易失性铁电随机存储器，介电薄膜，电光等器件有重大的实用前景。为此，人们采用诸如磁控溅射（Ｓｐｕｔｅｒｉｎｇ），金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ），分子束外延（ＭＢＥ），溶胶—凝胶（Ｓｏｌｇｅｌ）以及脉冲激光淀积（ＰＬＤ）等方法来制备ＢＴ薄膜。而ＰＬＤ由於具有可在氧气中原位生长薄膜，保持靶材的化学配比和成膜速率快等优点而被认为是制备多组分氧化物薄膜的最好方法之一。新近，我们首次研制成的掺铈钛酸钡晶体比纯钛酸钡晶体具有更好的光折变、铁电和电光性能。本文中我们首次报道用ＰＬＤ方法制备的Ｃｅ∶ＢａＴｉＯ３（Ｃｅ～２０ｐｐｍ）薄膜的电光性能，并和纯ＢａＴｉＯ３薄膜加以比较。用同一ＰＬＤ系统在ＳｒＴｉＯ３（１００）基片上制备ＢＴ∶Ｃｅ／ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ／ＳｒＴｉＯ３薄膜供电学测量用；在ＭｇＯ（１００）基片上制备ＢＴＧ∶Ｃｅ／ＭｇＯ和ＢＴ／ＭｇＯ薄膜供研究电光效应。用Ｘ射线衍射仪测得θ／２θ扫描谱获得Ｃｅ∶ＢａＴｉＯ３薄膜（００２）峰最大值的半宽度（ＦＷＨＭ）为０．４３°，而其（２００?