Sol-gel法制備BaZrxTi2-xO5薄膜及其性能研究.pdf

1、分類號(hào)——UDC密級(jí)學(xué)校代碼!Q壘22武潷理歹大薯學(xué)位論文題目墨Q!：g星!送劍查旦壘乳墅2x壘蒸噻盈甚：睦宣墾盟塞英文PropertiesofBaZrxTi2x05ThinFilms題目￡￡星P塹曼魚墜YSQ!：魚曼!叢星塵Q亟研究生姓名龔鑒壬姓名鄞壘垂職稱劍耋送學(xué)位譴指導(dǎo)教師單位名稱撾盤復(fù)金塹墊盎國(guó)窒重：量塞墜室郵編壘3QQZQ申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士論文提交日期2Q12生12月論文答辯日期2Q12生12月學(xué)位授予單位盛婆墨三盤堂學(xué)位授予E

2、t期答辯委員會(huì)主席圍壘評(píng)閱入卿丞絲絲盤縫2012年12月武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要二鈦酸鋇(BaTi205)，作為一種新型的無(wú)鉛鐵電材料，具有鐵電、壓電、熱釋電、電光、聲光以及非線性光學(xué)等效應(yīng)，在微電子和光電子等技術(shù)領(lǐng)域顯示出十分重要的潛在應(yīng)用的前景。過小的極化值是阻礙其實(shí)際應(yīng)用的重要原因，人們通過元素?fù)诫s改善了BaTi205陶瓷的鐵電性能。為了滿足器件微型化的發(fā)展趨勢(shì)，制備元素?fù)诫s取代的BaTi205薄膜并研究其性能是必須的。在本工

3、作中，我們利用s01gel法在Pt／Ti／Si02／Si襯底上制備了Zr摻雜BaTi205(BaZrxTi2x05，X=0004，BZT)薄膜，重點(diǎn)研究了制備工藝、Zr含量以及Zr成分梯度結(jié)構(gòu)對(duì)BaTi205薄膜的結(jié)構(gòu)、介電和鐵電性能的影響，取得了一定的創(chuàng)新性成果和結(jié)論。首先，配制出BZT的前驅(qū)體溶液，然后通過燒結(jié)其前驅(qū)體溶液得到BZT粉末。由物相結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)：隨著Zr含量的增加，晶格常數(shù)沿a，b和c軸都呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。其次，利用s01

4、gel法在Pt／Ti／Si02／Si襯底上制備了BaTi205薄膜。在700oC退火時(shí)，已經(jīng)形成了BaTi205相；隨著退火溫度的上升，晶粒逐漸長(zhǎng)大；當(dāng)退火溫度升至900oC以上時(shí)，BaTi205薄膜中出現(xiàn)了Ba6Zil7040雜相。在800oC退火處理的BaTi205薄膜具有較好的鐵電性能(外加電場(chǎng)E=636kVcm～，剩余極化值2P，=112“Ccm忍)和介電性能(1MHz，介電常數(shù)Cr和介電損耗tang分別為55和0063)。然后

5、，利用s01gel法在Pt／Ti／Si02／Si襯底上制備了BZT薄膜。隨著Zr含量的增加，BZT薄膜的結(jié)晶性能變差；在x=002時(shí)，BZT薄膜的介電常數(shù)達(dá)到最大值53(1Mnz)；在x=001時(shí)，BZT薄膜的2B達(dá)到最大值137pCcIn2(E=636kVcm‘1)。以上結(jié)果說(shuō)明：適量的Zr摻雜可以改善BaTi205薄膜的介電性能和鐵電性能。最后，利用s01gel法在Pt／Ti／Si02／Si襯底上制備了成分梯度BZT薄膜，成分梯度結(jié)