低介电损耗高耐压强度BST介电陶瓷的研究

为了提高钛酸钡基陶瓷的击穿强度及降低介电损耗,用传统粉末冶金法制备了BaxSr1-xTiO3陶瓷（x=1,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1）。X射线衍射（XRD）分析结果表明,随着x的增加,BaxSr1-xTiO3陶瓷的晶胞体积增大。且在室温条件下（约25℃）,当x=1-0.7时其晶体结构为四方相结构,当x=0-0.6时,为立方结构。材料的介电常数及介电损耗随着x的增大而增大;而其频率稳定性则随着x的增大而减小。在Ba0.2S0.8TiO3粉体中以机械混合的方式添加ZnO后,随着ZnO添加量的增加,陶瓷的介电常数、击穿强度都随着增大,而介电损耗则减小,当ZnO的加入量为1.6%（质量分数）时,材料的介电常数和击穿强度达到最大值,而介电损耗最小。

一种DNA扩增的新技术:利用热稳定的Bst DNA聚合酶驱动跨越式滚环等温扩增反应

Bst DNA聚合酶具有热稳定性、链置换活性及聚合酶活性,在体外DNA等温扩增反应中起重要作用.本文利用Bst DNA聚合酶的5'→3'聚合酶、核苷酸(末端)转移酶及链置换酶活性发展了一种新的体外环式DNA扩增技术跨越式滚环等温扩增(saltatory rolling circle amplification,SRCA).在SRCA反应中,Bst DNA聚合酶以上游引物P1为模板合成其互补链RcP1,并和P1形成双链DNA;之后,Bst DNA聚合酶用其核苷酸转移酶活性在其P1的3'末端沿5'→3'方向随机掺入脱氧核糖核苷酸聚合形成寡聚核苷酸(dNMP)m序列,即DNA的合成反应跨越了RcP1与下游引物P2之间的缺口;然后,以下游引物P2为模板形成互补序列(RcP2);接着,Bst DNA聚合酶继续将脱氧核糖核苷酸随机添加到RcP2的3'末端,形成(dNMP)n序列.继而,Bst DNA聚合酶以RcP1为模板,继续催化聚合反应合成互补新链,并通过其链置换酶活性替换P1;如此往复,形成[P1-(dNMP)m-RcP2-(dNMP)n-…]序列.本文通过电泳、酶切、测序等方法对扩增产物进行分析,演绎出上述扩增过程,并就工作原理进行了讨论.该反应可能对开发等温扩增技术检测微生物有一定助益,也为解释环介导等温扩增技术中假阳性反应和滚环等温扩增反应中的背景信号提供了线索.

Mn掺杂BST薄膜的制备与表征

采用醋酸水溶液体系溶胶 -凝胶法制备了未掺杂和掺 Mn( )钛酸锶钡 (BST)薄膜。用这种方法 ,可在BST体系中容易地加入任何浓度的金属离子 ,并可在室温下长期保存。根据 X-射线衍射图 (XRD)和表面形貌 ,薄膜的晶化温度取为 6 5 0～ 75 0°C。根据掺 Mn BST的 Mn2 p3/2 X-射线光电子能谱 (XPS)图中 Mn2 p3/2 的峰位置 ,显示出薄膜中 Mn的价态与加入的 Mn( )离子价态相同。根据结合能的峰移 ,可以得到掺 Mn BST的费密能级降低0 .7e V。 I- V特性和介电特性测试表明 ,掺 Mn( ) BST的漏电流明显降低 ,相对的介电常数增加 ,损耗角正切降低0 .0 1。根据漏电性质、介电常数和损耗的关系 ,2 % (摩尔分数 )的 Mn掺杂的 BST薄膜适合于低频小信号 (2 V以下 ,约 5 0 0 k Hz)应用 ,而高浓度的 Mn掺杂适合于大信号较高频率 (1MHz以上 )应用。

BST薄膜的膜厚与铁电性能关系研究

采用射频磁控溅射法制备了Ba.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了不同膜厚的BST薄膜的介电偏压特性曲线和电滞回线。结果表明,当膜厚从250nm增加到650nm时,BST薄膜的εr、εr的电压变化率和最大极化强度分别从195,9%,4.7×10–6C/cm2逐渐增加到1543,19%,30×10–6C/cm2,而矫顽场强随膜厚的变化较复杂。进一步分析发现,膜厚通过影响矫顽场强和最大极化强度进而影响铁电薄膜的电压非线性。

BST和BZT系列固溶体的均相沉淀法合成及表征

采用均相沉淀法,在低温(90℃)、低pH值(8-9)、短时间(3-3.5 h)条件下成功地合成了系列Ba1-xSrxTiO3(BST) 和BaZrxTi1-xO3(BZT)固溶体.通过XRD、化学分析法、SEM和AFM等手段表征了固溶体的结构、组成和形貌.结果表明:BST,BZT的晶胞常数随组成呈线性关系,符合Vegard定律,该系列固溶体为完全互溶固溶体,且目标产物组成精确,颗粒为球形,分布均匀.初步讨论了复合矿化剂的均相化作用及羟基释放作用、分散剂对BST,BZT晶粒的聚集生长及分散机理.

Sol-Gel方法制备BST粉体的化学机理和晶化过程研究

以钛酸丁酯、醋酸钡、醋酸锶为原料,乙二醇甲醚为溶剂,采用溶胶凝胶法按Ba∶Sr=0.65∶0.35的组分要求制备了(BaxSr1-x)TiO3粉体.应用FT—IR、X射线、DTA/TGA等分析手段,研究了Sol-Gel方法制备BST粉体过程中的物理化学过程及其晶化行为.实验结果表明:在BST凝胶中,COO—部分进入了凝胶的空间网络结构,起到一种中间连接体的作用;粉体在750℃时,完全晶化.

改进sol-gel技术BST薄膜的制备及性能研究

为了制备高性能BST薄膜,采用改进的溶胶 凝胶(sol gel)方法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了不同结构、不同组成的BST薄膜;研究了BST薄膜的微观结构及其介电、铁电性能。XRD分析表明,当热处理温度为750℃时,得到完整钙钛矿结构的薄膜材料。SEM电镜显示,含种子层的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ3种不同类型的BST薄膜的结晶状况有很大改善。得到的BST20薄膜的介电峰温区覆盖常温段,介电常数为405,介电损耗为0.011,剩余极化强度为Pr=2.3μC·cm-2,矫顽场为Ec=45kV/cm。

BST薄膜的Sol-Gel法制备及其电学性能的研究

应用溶胶 -凝胶 (Sol- Gel)工艺制备了组分为 r(Ba∶ Sr) =0 .6 5∶ 0 .35的 BST薄膜 ,研究了 BST薄膜的显微结构、介电特性和漏电流特性 ,实验结果表明 :BST薄膜经 6 5 0°C热处理后 ,已形成完整的立方钙钛矿结构 ,薄膜经 90 0°C热处理后 ,其表面光滑、致密、无裂纹、无针孔 ,圆球形的小颗粒均匀分布。当偏置电压为 0时 ,BST薄膜的介电常数和损耗因子分别为 5 4 2和 0 .0 35。漏电流特性分析结果表明 :采用 Ru O2 作为底电极 ,在 1.5 V的偏压下 BST薄膜的漏电流密度为 0 .5 2 μΑ/cm2 ,该值比 Pt/Ru O2 混合底电极上制备的 BST薄膜的漏电流密度 (72 n A/cm2 )大 1个数量级 ,因此 ,Pt/Ru O2 混合底电极既克服了 Ru O2 底电极漏电流大的缺点 ,又解决了 Pt底电极难以刻蚀的困难 。

钛酸锶钡(BST)铁电移相器材料的研究现状

钛酸锶钡(BST)材料被普遍认为是最有前途的铁电移相器材料。BST作为铁电移相器材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。综述了国内外研究人员在BST体材、厚膜以及薄膜方面所做的工作及获得的一些成果。

基于BST微悬臂梁横向挠曲电系数的测定

挠曲电材料具有高力电耦合系数、尺度效应及对环境温度无特定要求等特点,有望用于传感器、作动器及结构健康监测等领域。基于钛酸锶钡(BST)微悬臂梁结构,实验分析了横向挠曲电系数对驱动频率的依赖关系,并讨论了尺度效应。利用压电微驱动器的低频激振,获得了横向挠曲电系数。结果表明,作为传感器,挠曲电材料在传感方面呈现出明显的尺度效应,当梁的厚度减小到微纳米尺度时,其传感特性将优于压电材料。

BST超细粉体的水热法形成机理及工艺控制

采用水热法制备了不同组成的BaxSr1-xTiO3(BST)超细粉体.利用DTA/TGA、XRD、TEM等技术分析了水热反应转变机理和BST相结构转变及微观形貌情况.研究了制备纳米BST粉体的各种影响因素.结果表明:获得的BST粉体颗粒度较细,钙钛矿结构通过络合物中间相和TiO2扩散形成,粒径为20～40 nm,其最佳的工艺参数为温度在190～240℃,r(Ba/Ti)=3、r(Sr/Ti)=1/4或者r(Ba/Ti)＝1/3、r(Sr/Ti)＝4/5,KOH浓度为1.5～2 mol/L.

BST薄膜的微结构研究

采用射频磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了钛酸锶钡(BST)薄膜.利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)分别研究了BST薄膜的成分、晶体结构.用优化的成膜工艺制备出成分与靶材基本一致,具有钙钛矿结构的BST多晶薄膜.利用扫描力显微镜中的压电模式(PFM)观察到了BST薄膜中的a畴和c畴,初步确定在BST薄膜中多畴转变为单畴的临界尺寸为28～33 nm.

BST薄膜的研究现状与发展趋势

综述了(Ba_(1-x)Sr_x)TiO_3(BST)薄膜材料的研究现状,包括薄膜的制备技术、电极材料的选择、组分与掺杂对电学及介电性能的影响,分析了与薄膜相关的缺陷和可靠性现象,并对未来可能的进展作了简单的描述。

Mn掺杂BST陶瓷的本征热释电性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了不同锰掺杂含量的BST陶瓷。研究表明,利用柠檬酸溶胶-凝胶法制备BST陶瓷粉末可以降低BST陶瓷的烧结温度至1250℃,Mn掺杂能明显降低BST陶瓷的铁电性,适量掺杂Mn可以获得具有介电常数适中、介电损耗较小,且室温下具有良好热释电性和探测率优值的BST陶瓷。1%Mn掺杂的BST陶瓷在室温下本征热释电系数γint=610nC/(cm2.K),低频下的探测率优值Fd=88.4×10-6Pa-1/2,可以满足制作热释电探测器的要求。

钛酸锶钡(BST)薄膜的制备与应用研究进展

介绍了钛酸锶钡(BST)薄膜的四种制备方法(脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶–凝胶、金属有机化学气相沉积)及BST薄膜在介质移相器、动态随机存储器、热释电红外探测器、H2探测器中的应用等方面的研究进展。提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等。

BST陶瓷场致热释电性能的研究

采用改进的电子陶瓷工艺,制备了高密度Ba0.6Sr0.4TiO3热释电陶瓷样品。研究发现,在1 340℃下烧结的样品,其密度可达到理论密度的98.3%。室温下测得样品的介电损耗为0.2%。外加直流偏场对材料的介电和热释电性能影响显著。样品的场致热释电系数为3.4×10-8C/cm2.℃,探测率优值为10.0×10-5Pa-1/2。

BST溶胶-凝胶的化学与热反应过程研究

以国产Ba和Sr醋酸盐为主要原材料 ,采用Sol Gel技术制备了稳定性极好的 (Ba0 .73 Sr0 .2 7)TiO3(BST2 7)溶胶 凝胶 .研究了BST2 7溶胶 凝胶的化学和热反应过程 .用透射电子显微镜 (TEM)分析BST2 7溶胶可知 ,其接触达到分子级水平且混合相当均匀 .研究结果证明以乙二醇单乙醚为主要溶剂配制BST2 7溶胶制备BST2 7铁电薄膜可降低其合成温度 ,同时也避免了中间相的产生 .

非制冷红外焦平面阵列BST铁电薄膜的制备及性能研究

采用改进的溶胶 凝胶方法 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si基片上成功地制备出不同组分 ,具有钙钛矿型结构的BST铁电薄膜。BST5、BST10和BST15铁电薄膜的介电系数εr 分别为 375、4 0 0和4 2 5,介电损耗tgδ分别为 0 .0 4 1、0 .0 2 4和 0 .0 10 ,剩余极化强度Pr 分别为 2 μc/cm2 、2 .5μc/cm2 和1.7μc/cm2 ,矫顽场Ec 分别为 4 0kV/cm、50kV/cm和 35kV/cm ,是制备非制冷红外焦平面阵列的优选材料。

BST/MgO复合陶瓷的结构和介电性能

采用陶瓷烧结工艺制备了BST/MgO复合陶瓷,研究了不同MgO含量对材料微观结构和介电性能的影响.实验结果表明:BST/MgO复合陶瓷中只存在BST和MgO两相,Mg元素大部分以MgO独立相的形式存在,少部分固溶到BST晶格中;加入MgO有细化晶粒的作用,使晶粒大小更均匀;BST/MgO复合陶瓷比纯BST的相对介电常数和介电损耗均有明显下降,随着MgO质量分数的增加,相对介电常数下降,介电损耗略有增加.当频率为1 MHz,MgO质量分数为20%时,相对介电常数和损耗分别为315和0.004 8.

BST类铁电薄膜低温外延层状生长研究

利用激光分子束外延技术(LMBE)在SrTiO3(100)单晶基片上外延生长SrTiO3(STO)、BaTiO3(BTO)、Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)铁电薄膜.通过反射高能电子衍射(RHEED)实时监测薄膜生长,并结合原子力显微镜(AFM)分析薄膜的生长模式,根据RHEED衍射强度振荡曲线及衍射图样的变化确定动态和静态控制最低晶化温度,发现STO、BTO、BST三种铁电薄膜可以分别在280、330、340℃的低温下实现外延层状生长.