BaPbO_3导电薄膜的制备、结构及性能研究

以可溶性无机盐为原料,EDTA、柠檬酸、酒石酸为复合螯合剂,水为溶剂,采用改进的溶胶-凝胶法制备了无裂纹、晶粒尺寸小且均匀分布的钙钛矿结构的BaPbO3导电薄膜．利用XRD、SEM和EDS表征方法结合薄膜方阻的测定,具体分析了Pb／Ba比和晶粒生长情况对BaPbO3薄膜导电性能的影响．实验结果表明: Pb／Ba比和晶粒生长情况是决定BaPbO3薄膜导电性的两个主要因素,Pb／Ba比的上升和晶粒的长大,都会提高BaPbO3薄膜的导电性能;热处理次数对BaPbO3薄膜方阻的影响与薄膜厚度有关．在700℃下保温10min的快速热处理方法,可以获得钙钛矿结构、薄膜方阻为5．86Ω·□-1的BaPbO3薄膜．

受主掺杂BaPbO_3中的非化学计量比

采用高温平衡电导法测定了高温平衡电导率随氧分压(10^(-12)～10~5Pa)的变化曲线,由此确定了未掺杂和Al受主掺杂BaPbO_3陶瓷多晶体中的主导缺陷及其电荷补偿缺陷.同时讨论了受主掺杂浓度对材料的高温平衡电导率、高氧分压和低氧分压下主导缺陷转变点的影响,确定了受主掺杂BaPbO_3缺陷行为随掺杂量的变化机理.在高氧分压下,材料表现出本征缺陷行为,Pb离子空位占主导,电荷补偿缺陷为空穴;随着氧分压的下降,材料由本征缺陷控制区域进入非本征缺陷控制区域,受主杂质取代Pb离子空位占主导;在低氧分压区域,随着氧离子空位浓度的上升,氧离子空位取代空穴,成为受主杂质的电荷补偿缺陷.

化学溶液沉积法制备BaPbO3膜的研究

BaPbO3(BPO)具有优良的导电性,稳定的化学性质,其晶格常数a与2aYBCO相近,有望成为YB-CO超导带材的导电隔离层。实验采用两种化学溶液沉积(CSD)法,以BaCO3、PbO为溶质,EDTA-Cit为螯合剂的方法(简称无机法)和以乙酸钡、乙酸铅为溶质,以丙酸为溶剂的方法(简称有机法)在单晶YSZ(100)、LAO(100)基底上通过旋转涂覆和热处理生长BPO薄膜。实验表明700℃的热处理是形成BPO相的适宜温度,低温段的保温和缓慢升温有利于形成连续均匀的BPO薄膜。经XRD分析,采用两种方法制取的薄膜均为单相的BPO。与BPO粉末的XRD相比,后一种方法制取的BPO薄膜在(100)和(200)衍射峰明显增强,表明其在单晶LAO基底上实现了一定程度的外延生长,但没有实现单晶生长。在扫描电子显微镜下观察,后一种方法制取的薄膜较前一方法均匀、致密。