溶胶-凝胶法制备Ba_xSr_(1-x)TiO_3铁电薄膜的研究

介绍了Ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备ＢａｘＳｒ1－ｘＴｉＯ３铁电薄膜的工艺参数．在溶胶中加入一定体积百分含量的干燥化学控制添加剂（ＤＣＣＡ）可有效的防止薄膜开裂．通过ＩＲ、ＸＲＤ谱图、Ｃ－Ｖ回线、Ｉ-Ｖ曲线等测试方法比较了金属醇盐法和以部分醋酸盐代替醇盐法制备薄膜的微观结构和性能．实验结果表明；全部采用醇盐为原料制备的ＢＳＴ薄膜性能较好．通过两种方法制备ＢＳＴ薄膜性能的差异，本文提出了这两种方法的成膜机理．

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。

微弧氧化Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜微观结构及生长

用分析纯Ba(OH)2.8H2O和Sr(OH)2.8H2O配制电解液,设置电流密度、电流频率、反应时间和占空比分别为20 A/dm2、100 Hz、20 min和85%,采用微弧氧化技术在工业纯钛板(99.5%)表面原位生长BaxSr1-xTiO3薄膜。研究电解液总浓度和电解液组分含量对薄膜物相、表面形貌以及薄膜生长的影响。结果表明,所得薄膜具有相同的晶体结构,但电解液总浓度不同薄膜中Ba2+和Sr2+的含量不同,随着电解液总浓度和电解液中Ba(OH)2含量的增加,薄膜表面粗糙度值增加,薄膜生长速度加快。

基于Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜电容的L波段可调滤波器

在蓝宝石基片上使用Ba_xSr_(1-x)TiO_3(BST)铁电薄膜电容作为可调元件制作出一种五阶梳状线可调带通滤波器。通过对BST平行板电容的材料特性(介电常数、损耗和可调率)的提取,其中40 V偏压下的可调率为43.1%,将这些特性运用于可调滤波器的制作。初步的实验结果分析表明,在20V直流偏置电压作用下,滤波器的中心频率从1.19GHz变化到1.31GHz(可调率为10.1%),带内插入损耗为13.5~13.7dB,回波损耗低于12dB。

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％。

BST铁电薄膜的制备及其性能的研究进展

Ba1-xSrxTiO3铁电薄膜具有优良的介电性、铁电性、热释电性，得到了广泛的研究，近年来取得了很多进展。简介了BST材料的结构，并综述了BST薄膜的制备方法及BST薄膜的性能测试和影响铁电性能的几个因素。

醋酸浓度对钙锰掺杂Ba_xSr_(1-x)TiO_3的影响研究

用 3 6%醋酸溶液可制成 Ba0 .4 Sr0 .5Ca0 .1 - x Mnx Ti O3完全固溶体并且煅烧时无晶相转变现象 ;而用冰醋酸制成的 Ba0 .4 Sr0 .5Ca0 .1 - x Mnx Ti O3固溶体煅烧时有晶相转变现象 ,其晶相转变温度约为 70 0℃。醋酸浓度增大 ,晶化峰顶温度降低 ,晶化放热峰向低温移动。热处理温度升高 ,微晶结构从无序向有序转变 。

Ca^(2+)掺杂Ba_xSr_(1-x)TiO_3制备固溶体Ba_(0.4)Sr_(0.5)Ca_(0.1)TiO_3的工艺研究

通过sol-gel法制备了固溶体Ba0.4Sr0.5Ca0.1TiO3,并采用正交实验对溶胶-凝胶形成的工艺条件作了研究。结果表明:Ca2+掺杂BaxSr1-xTiO3(BST)后,它仍然能维持钙钛矿结构,由立方相向四方相转变的温度为700-850 oC。制备该固溶体的sol-gel法最佳工艺条件为:钛酸丁酯/正丁醇为1:1,醋酸浓度为36%,螯合剂用量为乙酰丙酮5 ml,溶液pH值为5。

Ba_xSr_(1-x)TiO_3的EDTA-柠檬酸法合成与电性能研究

以乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸为复合络合剂,采用溶胶-凝胶法合成BaxSr1-xTiO3(x=0.9,0.8)粉体。采用TG-DSC、XRD和SEM分别对粉体的合成过程、晶体结构和颗粒形态进行了表征。结果表明,经600℃热处理可得单一钙钛矿结构的超细粉体,粉体颗粒分布均匀,平均粒径约为100 nm。对BaxSr1-xTiO3(x=0.9,0.8)陶瓷的介电性能和铁电性能进行了研究,研究发现,相对介电常数随温度的变化没有明显的频率依赖性,在升/降温过程中样品的相对介电常数随温度的变化存在热滞现象,在50 kV/cm的电压下可获得饱和的电滞回线。

Ba_xSr_(1-x)TiO_3前驱多层膜制备及后热处理条件的优化

用Ar^+离子束多靶溅射沉积技术在单晶硅Si(100)上顺序沉积了TiO_2、BaCO_3、SrCO_3叠层,并经后期低温扩散和高温晶化两步热处理过程制备了Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜。用俄歇扫描电子能谱(AES)对其低温扩散效应(温度、时效、沉积顺序)进行了研究。实验结果表明:在低温段长时间保温或在中温段短时间保温都有利于各沉积组元充分扩散,扩散均匀的混合膜层经高温晶化(900℃)能形成多晶Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜。

磁控溅射法制备具有同质缓冲层的PST薄膜

采用射频磁控溅射法制备了以低功率溅射得到的PbxSr1-xTiO3(PST)薄膜为缓冲层(同质缓冲层)的PST双层薄膜。通过X-射线衍射、扫描电镜、阻抗分析仪和铁电分析仪对薄膜相结构、表面形貌、介电损耗和铁电性能进行了测试分析。结果表明,以低功率溅射得到的PST薄膜作为同质缓冲层的双层薄膜可减少薄膜的缺陷,从而有效降低介电损耗。

掺杂BTO基压电陶瓷制备及介电性能

采用特殊液相沉淀法,以BaCl2、SrCl2.6H2O、TiCl4为原料,制备了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体。研究了BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3陶瓷的形貌特征、密度及介电性能。结果表明,BaxSr1-xTiO3和BaxSr1-x-yLayTiO3纳米粉体分散性好;粒径分布范围窄,粒径小于20 nm;掺杂后介电常数增大,最大为18 000;介质损耗减小,最小为40。

钛酸锶钡基介质材料微波特性及频率选择特性设计

选用传统的固相烧结法合成Ba_xSr_(1-x)TiO_3陶瓷,其中x为0.2,0.3,0.4,0.45,分别记为BST20*,BST30*,BST40*,BST45*,对上述不同组分的Ba_xSr_(1-x)TiO_3陶瓷进行介电性能的测试分析,最终选择了烧结温度为1420℃且具有高介电常数低损耗Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷作为后续的研究对象.为解决纯BST陶瓷的介电常数和介电损耗偏高导致的插损高、性能优化困难等问题,在BST40*的中掺杂钛酸镁(Mg_2TiO_4,MT)和镁钛酸镧(La(Mg_(0.5)Ti_(0.5))O_3,LMT)改性,得出了掺杂不同组分的Ba_(0.4)Sr_(0.6)TiO_3陶瓷在微波频段下具有介电常数可调(ε=48~108)的特性,同时介电损耗降至1×10^(-3)数量级.选取介电常数为ε=65.87高介低损陶瓷,仿真设计了一款在X波段具有三通带的频率选择表面结构.基于准静态条件下的等效媒质理论和介质谐振理论对等效参数提取结果进行了数值分析,对等效磁导率、等效介电常数和归一化阻抗的关系做了一定的说明,确定电磁谐振是产生通带的主要原因,并对动态场矢量分布情况进行了跟踪分析,进一步确定了谐振模式和通阻特性的形成机理.相关研究为制作高介低损的全介质频率选择表面提供了一种方法.