不同硅片对SBT薄膜结构与性能的影响

采用HPAgilent4294A阻抗分析仪、XRD、TEM等测试方法研究了不同电阻率硅片对Sr0.5Ba0.5TiO3(SBT)薄膜结构与性能的影响。在测试频率为1KHz时,在高阻硅片上生成的SBT薄膜的相对介电常数εr,介质损耗tanδ分别为100.54,0.060,材料的介电性能相对提高,并表现出较好的频散特性;最大εr温度点Tm(居里温度)稍微移向高温。在高阻硅片上制备的SBT薄膜易生成四方钙钛矿结构,薄膜表面无裂纹,孔洞少,比较致密,晶粒的平均粒径均为80nm,分布均匀;晶格条纹间距约为0.296nm,晶界2侧的晶粒取向是随机的。

H_2对SrBi_2Ta_2O_9薄膜表面形貌和铁电性能的影响

在 Pt/Ti O2 /Si O2 /Si衬底上 ,用金属有机物分解 (MOD)法制备了 Sr Bi2 Ta2 O9(SBT)铁电薄膜。通过对 SBT薄膜表面形貌变化的结果表明 ,SBT薄膜经过氮氢混合气氛 (forming gas,95 % N2 +5 % H2 )退火后 ,由于氢的还原作用造成了 Bi的缺失 ,从而导致了薄膜铁电性能的退化 ,SEM结果表明还原出来的 Bi在薄膜表面形成柱状结构。而SBT薄膜经过 1 h 75 0℃的氧气氛退火处理后 ,由于 Bi被重新氧化 ,SBT薄膜的铁电性能可以得到恢复。

Y元素对Sr_(0.5)Ba_(0.5-y)Y_yTiO_3薄膜结构与性能影响的研究

为了研究掺杂BarSr1-xTiO3介电薄膜材料的性能,采用阻抗分析仅等测试方法研究了微量元素钇对Sr0.5Ba0.5-yYyTiO3薄膜介电性能的影响。当Y元素的掺量为0-0.030mol时,相对介电常数εr和tanδ分别为74.2和0.067;最大介电常数温度点Tm(居里温度点)逐渐移向低温;在所测试频率范围内,Y元素的掺量为0.010、0.0150mol(Y2、Y3)时,εr、tanδ均能表现出较好的频散特性。采用XRD、TEM等测试方法分析了薄膜的结构特征。薄膜的矿物组成为四方钙钛矿结构,但Y的溶入改变了晶胞参数的c/a比,减小了薄膜的颗粒尺寸,提高了薄膜的致密度;晶粒的生长为取向一致和无取向生长两种方式。

氮氢混合气氛对SrBi_2Ta_2O_9铁电薄膜和粉末性能的影响

用金属有机物分解法分别制备了SrBi2Ta2O9(SBT)薄膜和粉末样品.XRD和SEM结果显示SBT粉末经历氮氢混合气氛400℃退火处理后发生了还原反应,金属Bi和δ-Bi2O3析出,成针状结构聚集在表面,晶体结构没有被破坏.SBT薄膜在500℃退火处理时,表面出现Bi的球形及针状结构聚集体,相对于薄膜结构,SBT粉末中的Bi元素在较低温度时更容易被还原.Bi的大量缺失严重影响薄膜的铁电性能,当退火时间为5.5min时,SBT薄膜剩余极化强度Pr下降了约43%,但是在109极化反转后仍然保持了良好的抗疲劳特性;退火时间超过8.5min时,薄膜被击穿,铁电性能消失.

SrBi_2Ta_2O_9铁电薄膜微结构及其抗疲劳等铁电特性的研究

在低温Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用脉冲准分子激光沉积技术结合氧气氛下７００℃退火获得高质量的ＳＢＴ薄膜，其择优取向为（００８）和（１１５）．薄膜厚度约为２００ｎｍ．铁电性能测试显示较饱和的、方形的电滞回线，其剩余极化和矫顽电场分别为１０μＣ／ｃｍ２和５７ｋＶ／ｃｍ，在１０１０次开关极化后没有显示任何疲劳，在５Ｖ直流电压下的漏电流密度约为４×１０－８Ａ／ｃｍ２，直流击穿电场约为２５０ｋＶ／ｃｍ．

Nb元素对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Nb_zTi_(1-z)O_3薄膜结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Ba0.5Sr0.5NbzTi1-zO3薄膜(Nb=0-4.12mol%),采用HPAgilent 429A阻抗分析仪等测试方法研究了微量元素铌对Ba0.5Sr0.5NbzTi1-zO3(BSNT)薄膜介电性能的影响。当Nb分别为0-4.12mol%时,相对介电常数rε降低而介质损耗tanδ均得到了改善,当测试频率为1kHz,tanδ由0.09降低到0.067;居里温度Tm逐渐移向低温;在测试频率2.0-10MHz范围内,rε、tanδ均能表现出较好的频散特性。采用XRD、TEM等测试方法分析了薄膜的结构特征。薄膜为四方钙钛矿晶体结构,但Nb的溶入改变了晶胞参数的c/a比,减小了薄膜的晶粒尺寸,提高了薄膜的致密度。

无疲劳SrBi_2Ta_2O_9铁电薄膜的光学性质研究

层状钙钛矿SrBi_2Ta_2O_9(SBT)铁电薄膜具有无疲劳和在亚微米(<100 nm)厚度下仍具有体材料的优良电学性质等特性。