弛豫铁电0.74Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.26PbTiO_3薄膜的微结构和光学性能(英文)

采用磁控溅射法,选用LaNi O3作为缓冲层,在硅基片上制备出了0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3弛豫铁电薄膜.研究了沉积温度对薄膜的微结构和光学性能的影响.其中,沉积温度为500oC时制备的薄膜,不仅具有纯的钙钛矿结构,高度(110)择优取向、致密、无裂纹的形貌、而且具有最大的剩余极化,大小为17.2μC/cm2.使用柯西模型进行拟合反射谱,分析得到薄膜的折射率和消光系数.在波长为633 nm时,500oC沉积的薄膜的折射率大小为2.41.另外,薄膜的光学带隙在2.97～3.22 eV范围内.并初步讨论了这些薄膜的光学性能的差异.

掺杂对PMN-10PT铁电陶瓷介电性能的影响

铌镁酸铅与钛酸铅组成比为9:1(PMN-10PT)的固溶体陶瓷是典型的弛豫铁电体,其介电行为与偶极玻璃的介电行为极为相似.本文使用常用的Swartz两步法,研究了基体掺杂不同物质对PMN-10PT铁电陶瓷的介电性能的影响.经研究发现,当掺入Li2O时,材料的峰值介电常数为28640,大于纯PMN-10PT,而频率色散和弥散相变的程度都变小.当掺杂CaO和Yb2O3时,材料的峰值介电常数下降,分别为19300和18850,它们的频率色散和弥散相变的程度都变大了.同时通过拉曼光谱研究了PMN-10PT陶瓷的B位离子有序度的变化.

弛豫铁电0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶声表面波性能研究

随着信息技术的迅速发展,对声表面波器件的要求也进一步提高。为寻找性能更加优异的声表面波器件基底材料,本文利用分波解法对室温下[001]c及[011]c极化弛豫铁电0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波性能进行研究。利用[001]c及[011]c极化弛豫铁电0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的弹性、压电及介电性能参数,通过求解克里斯托弗方程计算了晶体声表面波相速度、机电耦合系数及能流角随传播角度的变换关系。结果表明,沿[011]c方向极化的0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶声表面波性能要优于沿[001]c极化的单晶。[011]c极化0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波机电耦合系数显著高于沿[001]c极化单晶。同时沿[011]c极化0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶的声表面波能流角的最大值也明显小于[001]c极化单晶。因此,沿[011]c方向极化的0.24PIN-0.47PMN-0.29PT单晶兼具优异的声表面波性能及温度稳定性,更适合于实际应用。

PZT铁电薄膜Sol-Gel技术制备和电性能研究

以乙酸铅(Pb(CH3COO)2·3H2O)、钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)、硝酸锆(Zr(NO3)4·5H2O)替代锆醇盐为原料,通过在Pt/Ti/siO2/si基片与PZT薄膜之间引入PT种子层,采用改进的sol-gel工艺制备出无裂纹,致密性好,晶粒尺寸小且分布均匀的单一钙钛矿结构的Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜.实验结果表明,具有PT种子层的PZT铁电薄膜电性能较好.经600℃热处理的具有PT种子层的PZT薄膜,在1kHz测试频率下,其剩余极化强度和矫顽场分别为20μC/cm2和59kV/cm,介电常数和介电损耗分别为385和0.030.

溅射法制备高取向Pt薄膜的工艺研究

采用射频磁控溅射工艺在SiO2/Si衬底上成功制备了适用于PZT铁电薄膜底电极的180nm厚、沿(111)晶向强烈取向的Pt薄膜。厚约50nm的Ti膜被用作过渡层,以增强Pt薄膜与衬底之间的黏着性。实验表明,在Pt薄膜的制备过程中,较高的衬底温度有利于薄膜晶化,促使Pt薄膜沿(111)晶向择优取向生长。而在薄膜沉积后加入适当的热处理工艺,能有效地提高Pt薄膜的择优取向性,同样可以得到沿(111)晶向强烈取向的Pt薄膜。原子力显微镜分析表明,制得的薄膜结构相对致密,结晶状况良好,晶粒尺寸约为50nm。

67Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-33PbTiO_3单晶的微结构与铁电畴

用偏光显微镜（ＰＬＭ）和透射电镜（ＴＥＭ）观察了 ６７Ｐｈ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－３３ＰｂＴｉＯ３单 晶的畴结构，在ＰＬＭ下，光学质量不同的晶体具有不同的畴结构，透明晶体具有毫米尺度的大畴，透明性 差的晶体的带状孪生畴宽约为 ０．１ｍｍ；在 ＴＥＭ下，雾状晶体中存在着复杂的微米尺度的孪生畴，而均匀 晶体中存在着不规则的微米尺度的 １８０畴．原位 ＥＤＳ分析表明，在孪生晶体中存在 Ｎｂ－Ｔｉ－Ｍｇ－Ｐｂ－Ｏ 非晶相．透明晶体的介电和压电常数显著地高于雾状晶体．讨论了化学不均性对畴结构的影响．

N(Mg):N(Nb)为1:1时0.93PMN-0.07PT陶瓷的弛豫性能

在制备 ０．９３ＰＭＮ－０．０７ＰＴ（ＰＭＮＴ）陶瓷时，让 ＭｇＯ过剩使Ｎ（Ｍｇ）：Ｎ（Ｎｂ）（原子比）为１：１，它与ＰＭＮ的极性微区［Ｐｂ２ＭｇＮｂ］中Ｍｇ和Ｎｂ的原于比相同．测试结果表明：与以往的ＰＭＮ－ＰＴ材料（ＰＴ的原子百分数小于 ３５％）的情况不同，在ＸＲＤ图中可观测到的铁电四方相；代表极性的 Ｎｂ－Ｏ－Ｎｂ的键振动，在Ｒａｍａｎ谱中强至可以与低温时ＰＭＮ中存在长程相关的Ｎｂ－Ｏ－Ｎｂ键的振动相比较，这说明ＰＭＮＴ中的长程相关性增大．由于高铅缺位的钉扎、自由场的存在等的影响，在介电常数峰温的低温侧存在另一准弛豫铁电－准铁电性转变（ｑＲＦＥ－ｑｎＦＥ： ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）．

0.74Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-0.26PbTiO_3薄膜的光学性能研究

采用磁控溅射法,选用LaNiO3(LNO)作为缓冲层和电极层,在硅基片上成功地制备出了0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3(PMN-0.26PT)铁电薄膜.X射线衍射(XRD)分析表明薄膜具有沿(110)方向择优取向的钙钛矿结构.利用NKD光谱测试仪测试了薄膜的反射谱,并使用最小二乘法进行拟合分析得到其折射率和消光系数.在沉积温度为500℃时,薄膜具有更为均匀和致密的微观结构.在波长为633 nm时,该薄膜的折射率大小为2.41.薄膜的折射率和消光系数随着光子能量的增加而增加.薄膜的这些光学特性使其有望在低压电光转换器、光波导等器件中应用.

掺铁Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3单晶的生长及性能研究

采用改进的布里奇曼法(坩埚下降法)生长了掺0.3%(摩尔分数)Fe的0.74Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.26PbTiO3(PMN-0.26PT)单晶.系统研究了该单晶的生长、结构、介电和热释电性能,并与纯PMN-0.26PT单晶进行了比较.研究发现,掺杂晶体的畴宽度明显大于纯晶体;单晶的矫顽场和剩余极化都明显增大;在居里温度以下,介温谱上出现两个大的异常,温度较纯晶体更接近于室温.实验结果表明,掺杂离子通过缺陷偶极对2Fe′Ti-VO??对畴起钉扎作用,增加了晶体的矫顽场,降低了晶体的介电常数和介电损耗,提高了晶体的探测优值,并保持高的电压响应优值,这对PMN-PT单晶的实际应用非常有利.这种高性能的热释电和压电单晶的掺杂改性研究将会更好地增进对其高性能本质的理解.