锆钛酸锶的烧结及其介电性能表征

以四氯化钛、氧氯化锆、硝酸锶和氢氧化钠为原料,采用共沉淀法在25℃反应90℃陈化2 h制备了锆钛酸锶(SrTixZr1-xO3)粉体,用X射线衍射(XRD)表征了锆钛酸锶粉体的物相。用透射电子显微镜表征了锆钛酸锶粉体的粒径。并采用干压成型法压制素坯进行烧结;确定了烧结制度为:升温速率3℃/min,1 400℃保温4 h。对烧结后的陶瓷坯体进行介电性能表征,在1 kHz下SrTi0.7Zr0.3O3陶瓷坯体的相对介电常数为135.6,介电损耗tanδ为24.4×10-3;SrTi0.5Zr0.5O3陶瓷坯体的相对介电常数为122.3,介电损耗tanδ为137.38×10-3。

锆钛酸锶钡陶瓷的电阻开关效应

传统高温固相法制备的锆钛酸锶钡陶瓷为钙态矿结构,钡离子的掺杂会轻微影响样品的结构。从X-Ray衍射图谱可以看出,钡离子掺杂量的增加会使(220)峰逐渐向低角度移动,样品的晶格常数增加。所有的样品展现出较好的电阻开关效应。开关性能与之前大量报道的薄膜和晶体有着相似的优越性能,同时具有制作工艺更加简单、价格低这一特点。烧结的过程中极易产生氧空位,这可能是引起电阻开关效应的原因。我们通过对样品的阻抗进行拟合分析,并计算出活化能。得到的所有活化能都在1 eV到2 eV之间,证实了之前的猜测。锆钛酸锶钡陶瓷的电阻开关效应也为存储器器件的发展提供了更多的探索空间。

水热合成SrTi_(x)Zr_(1–x)O_(3)的微观形貌及第一性原理计算

采用水热合成钙钛矿Sr Ti_(x)Zr_(1–x)O_(3)纳米单晶颗粒,系统研究不同钛/锆比(Ti/Zr,摩尔比)对晶体颗粒物相组成、微观形貌和光响应特征的影响规律。当Ti:Zr摩尔比为1:3和3:1时,颗粒均为六面体形貌;但在Ti/Zr摩尔比为1时,部分颗粒呈星状形貌。采用第一性原理计算,获得不同超晶胞构型的能带结构和晶格参数,从理论上阐明了钛/锆比对颗粒形貌变化规律的影响机制,不同晶体构型诱导的异相成核机制,以及原子随机排列产生的晶格畸变,共同导致星状颗粒形貌的形成。随着Ti的摩尔比降低,禁带宽度逐渐增大,这与实验结果相符。

溶胶-凝胶法制备Ba_(0.90)Sr_(0.10)Zr_xTi_(1-x)O_3成分梯度薄膜的介电性能

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备Ba0.90Sr0.10ZrxTi1-xO3(BSZT)(x=0～0.40)组分及其成分梯度薄膜,研究各组分及梯度薄膜的相结构、显微结构及其介电性能。结果表明:随着Zr含量的增加,组分BSZT薄膜的相对介电常数(εr)和介电损耗(tanδ)降低,Curie温度向低温方向移动。与单相薄膜相比,成分梯度薄膜同时具有适中的相对介电常数(150<εr<300),低的介电损耗(tanδ<0.014),高的材料优值(>30)及良好的温度稳定性。