镁掺杂钛酸锶铅钡薄膜的介电调谐性能研究

采用Sol-Gel法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备出未掺杂和掺杂Mg的（Ba0.5Sr0.5）0.85Pb0.15-TiO3薄膜．采用XRD、SEM和Agilent 4294A精密阻抗分析仪研究了Mg掺杂量对薄膜的结晶性,表面形貌和介电性能的影响．结果表明：随着Mg掺杂量的增加,PBST薄膜的介电常数减小,介电损耗降低,介电调谐量先减少后增加．当Mg掺杂量为0．8mol％时,PBST薄膜具有最大的优值因子．     

用于可调微波器件的介电Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜研究

Ba_xSr_(1-x)TiO_3(BST)薄膜具备高的介电可调特性(介电常数在外加电场的作用下会发生改变)和低的介电损耗,这使得BST薄膜成为高速宽带可调微波器件(如相移器、可调带通和带阻滤波器、谐波发生器等)的首选材料,近年来受到世界各国多个研究小组的关注与研究.此研究工作报道采用成分梯度多层膜结构、受主掺杂和复合掺杂方法调控薄膜内部的应力以及电子结构,有效地优化BST薄膜的介电和电学等性能的最新进展.采用脉冲激光沉积(PLD)方法在MgO基片上制备高Sr组分的Ba0.02Sr0.98Ti O3薄膜.通过改善沉积生长的工艺条件,成功克服了MgO基片与薄膜之间大的晶格失配度(7%),在特定的温度和气压获得了外延生长BST薄膜.详细研究了(Ba0.8Sr0.2)(Ti1-xZrx)O3(BSTZ)薄膜的非线性介电特性,发现随着Zr含量的增加,薄膜介电调制率降低,薄膜的损耗和漏电流也显著减小.我们制备了具有不同成分梯度的BSTZ多层膜.介电特性研究表明,随成分梯度(gradients of composition)的增大,介电系数和介电可调性得到增强,铁电回线得到抑制;同时薄膜介电系数的温度稳定性有了显著改善....     

3a0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷的制备与介电可调性能

采用标准电子陶瓷工艺，制备了Ba0．6Sr0．4TiO3／MgO／Mg2SiO4复相陶瓷（MgO和Mg2SiO4按相同重量加入），研究了MgO和Mg2SiO4含量对复相陶瓷微观结构、介电性能及介电可调性的影响．结果表明，随着MgO和Mg2SiO4含量的增加，陶瓷的晶粒尺寸略有增大，低频（100kHz）介电常数、介电损耗、介电可调度和介电常数温度系数降低．随着偏置电场的增强，介电常数降低，介电损耗变化不大（均在10^-3量级）．当MaO和Mg2SiO4的百分含量均为30％时，获得了室温介电常数为101．6、介电损耗为0．0017及1．79kV／mm偏置电场下介电可调度为12．19％、介电常数温度系数为0．009℃^-1的介电性能。     

K掺杂PST薄膜的制备与介电调谐性能

采用Sol～Gel法在Pt／TiO2／SiO2／Si基底上制备了多种不同组分的（Pb0.3Sr0.7）1-xKxTiO3（PST）（x=0,1mol％,2．5mol％,5mol％）多层均匀薄膜,并研究了它们的介电调谐性能．发现掺杂后薄膜的晶型未改变,介电常数降低及介电损耗减小．1MHz时,随K含量的从0增加至5mol％,薄膜的介电常数从841降低至539,而介电损耗由0．134减小到0．058,其微波介电综合性能改善．     

高储能密度电容器复合介质材料的研究

对高储能密度电容器复合介质材料作了研究．在采用介电陶瓷／有机聚合物作复合介质材料的实验中，研究了复合材料的介电系数与组成成分的关系，研究发现，ε随陶瓷成分的增加而增大，并且存在一个临界组分，在此组分时，ε有突变．研究表明，用介电陶瓷与有机聚合物复合可制出储能密度较高的电容器介质材料．     

高储能密度电容器复合介质材料的研究

对高储能密度电容器复合介质材料作了研究。采用介电陶瓷／有机聚合物作复合介质材料的实验中，研究了复合材料的介电系数与组成成分的关系，研究发现，ε随陶瓷成分的增加而增大，并且存在一个临界组。     

Mn掺杂对Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜介电性能的影响

以醋酸盐和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶工艺在Pt／TiO2／SiO2／Si基片上制备了掺锰Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜。通过X射线衍射和扫描电镜分析研究了薄膜的相结构和形貌，测试了以Pt为底电极、Ag为上电极的MFM电容器的介电性能。研究结果表明：掺锰Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜较未掺杂的Ba0．5Sr0．5TiO3薄膜介电常数高、介电损耗降低。介温谱表明在居里温度附近发生弥散型相变，且居里温度有向低温方向漂移的趋势。     

CHF3／DMCPS比对F掺杂SiCOH薄膜结构及性能的影响

研究了用十甲基环五硅氧烷和三氟甲烷电子回旋共振等离子体沉积的掺FSiCOH低k薄膜中，CHF，／DMCPS比对薄膜结构、成分、介电性能、热稳定性和憎水性的影响．结果表明，随着CHF，／DMCPS比的增大，沉积的薄膜从SiCOH向F-SiCOH和a—C：F：H转变．对于F-SiCOH薄膜，在获得较低介电常数的前提下，薄膜热稳定性和憎水性得到改善．     

Nb掺杂对Bi3．25La0．75Ti3O12薄膜微观结构与性能的影响

采用Sol—gel法在p—Si和Pt／Ti／SiO3／Si衬底上制备了Bi3．25La0．75Ti3O12（BLTN）电薄膜,研究了Nb掺杂量对薄膜微观结构、介电和铁电性能的影响。结果表明：650℃退火处理的BLTN薄膜具有单一的层状钙钛矿结构,表面平整致密,且为随机取向;Nb掺杂量X在0．06的BLTN薄膜介电与铁电性能优良,剩余极化Pr和Ec分别为21．6℃／cm^2和96．8kV／cm,室温下,在测试频率为10kHz时,薄膜的介电常数为386．介电损耗为0．69％。     

准同型相界钛酸铋钠基无铅铁电薄膜的制备及其性能研究

发展环境友好的传感器、存贮器及换能器用铁电与压电薄膜是当前的研究热点之一．采用脉冲激光沉积（PLD）的方法,通过优化制备工艺,引入La0.6Sr0．4CoO3（LSCO）作为缓冲层,在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了准同型相界组分掺杂微量Mn元素的Bi0.5Na0.5TiO3-BaTiO3 34薄膜,并对其相结构、微观形貌、铁电、介电等性能进行了研究．结果表明：该薄膜具有纯钙钛矿结构,结构致密,显示出良好的电性能,其中剩余极化可达到1．15×10-1C·m^-2,1kHz下薄膜的相对介电常数约1000．     

Effect of La and Co-doping on microstructure and electrical properties of Bi FeO_3 thin films

Adding both La3＋and Co3＋was used to tune the microstructure and electrical properties of Bi Fe O3（BFO） thin films, and Bi1-xLaxFe0.90Co0.10O3 thin films were grown on the Sr Ru O3-buffered Pt-coated silicon substrates by a radio frequency sputtering. A polycrystalline structure with（110） orientation was shown in thin films, and their resistivity dramatically increases as the La3＋content increases. Their dielectric constant increases,and dielectric loss decreases with increasing La3＋content.In addition, their ferroelectric and fatigue properties were enhanced with rising La3＋content. The thin films with x = 0.03 have optimum electrical properties（e.g., remanent polarization 2Pr＊ 175.6 l C/cm2, coercive field2Ec＊ 699.5 k V/mm, dielectric constant er＊ 257 and tan d ＊ 0.038）, together with a good fatigue behavior. The impendence analysis of the films was conducted to identify the defects type during conductivity, and both hopping electrons and single-charged oxygen vacancies are mainly responsible for the conduction of grain and grain boundaries regardless of La3＋content. As a result, the doping with both La3＋and Co3＋benefits the improvement in the electrical properties of BFO thin films.     

Mg掺杂Ba（Zr0．25Ti0．75）O3薄膜的介电调谐性能

采用溶胶凝胶工艺,在Pt／Ti／SiO2／Si衬底制备了Mg掺杂Ba（Zr0．25Ti0．75）O3（BZT）薄膜．利用X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）分析测定了物相微结构和薄膜表面形貌,研究了Mg掺杂含量对BZT微结构和介电调谐性能的影响．结果表明Mg掺杂BZT使薄膜表面粗糙度、晶粒尺寸、介电常量、介电损耗和调谐量都降低;5mol％Mg掺杂BZT薄膜有最大的优值因子为16．3,其介电常数、介电损耗和调谐量分别为289．5、0．016和26．8％．     

Mn掺杂PBST薄膜的溶胶-凝胶工艺制备及介电调谐性能

采用溶胶-凝胶工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Mn掺杂的钛酸锶铅钡PBST铁电薄膜.探讨了掺杂后PBST薄膜的微观结构及其铁介电性能.实验结果表明:随着Mn的掺杂量的增加,PBST薄膜的晶化质量变好,介电常数、介电损耗和调谐量均有减小的趋势,其优值因子有显著的提高.在测定频率为1 MHz下,掺杂后的PBST薄膜介电常数和介电损耗呈下降趋势,薄膜的介电常数从未掺杂的1 250降低至掺杂后的610,同时介电损耗由0.095减小到0.033,当Mn为J4 mol％时,有最小的介电损耗0.033,虽然调谐量不是最高的,但有最大的优值因子(FOM),其微波介电综合性能有所改善.     

梯度组分BST薄膜的制备及其电学性能的研究

采用射频磁控溅射方法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备上、下梯度组分BST薄膜,研究在相同条件下沉积的上、下梯度组分BST薄膜的微结构及电学性能.实验表明:下梯度组分BST薄膜在测试频率为200 kHz时,介电常数为343.75,介电损耗为0.025;在250 kV/cm偏置电场下,介电调谐率为45.86%,与上梯度组分BST薄膜相近;但是下梯度组分薄膜的优值因子远大于上梯度组分薄膜的优值因子(7.81),达到18.34,说明下梯度组分BST薄膜是比较理想的介电调谐材料,用于微波调谐器件是可行的.     

Soft-mode hardening in SrTiO3 thin films

Understanding the behaviour of the dielectric constant in ferroelectric thin films remains a challenging problem. These ferroelectric materials have high static dielectric constants, and so are important for their applications in high-storage-density capacitor structures such as dynamic random access memory (DRAM). But the dielectric constant tends to be significantly reduced in thin films, thereby limiting the potential benefit of ferroelectrics for memory devices. Extensive studies have shown that this phenomenon could be caused by a 'dead layer' of very low dielectric constant between the ferroeletric film and the electrode. And, although very few direct measurements are in fact available, it has been recognized that the lattice dynamical properties in the thin films should also play a key role in the reduction of the dielectric constant. Here we report far-infrared ellipsometry and low-frequency dielectric measurements in SrTiO3 thin films, which demonstrate that the Lyddane-Sachs-Teller relation between the optical-phonon eigenfrequencies and the dielectric constant is fully maintained, as is the case in the bulk material. This indicates that the dramatic reduction of the dielectric constant is a consequence of a profound change of the lattice dynamical properties, in particular of the reduced softening of its lowest optical-phonon mode. Our results therefore provide a better understanding of the fundamental limitations of the dielectric constant values in ferroelectric thin films.     

低介电常数甲基倍半硅氧烷多孔膜的制备及表征

利用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)水解缩合生成低聚甲基倍半硅氧烷(O-MSSQ) 溶胶,经旋转涂胶和热解制备了多孔低介电常数薄膜.用FTIR,AFM 和MIM等方法分别对化学结构、表面粗糙度和介电性能等进行表征.FTIR研究表明:薄膜中Si-O-Si 键呈笼状和网状两种不同的结构,笼状/网状结构的比例会随着烧结温度的升高而明显降低,从而导致了介电常数升高.针对这一情况,使用了正十四烷(tetradecane)作为发泡剂以增加孔隙率,由于孔隙率的提高,其介电常数可达 1.9.     

Al/SiO_2 周期迭层膜式微型偏光器中的Al膜层

对周期性Ａｌ／ＳｉＯ２迭层膜式微型偏光器中的Ａｌ膜层进行了研究．高消光比的迭层膜式微型偏光器的性能主要决定于Ａｌ膜层的介电常数．从理论上分析了影响Ａｌ膜层介电常数的因素及Ａｌ膜层的介电常数偏离体金属Ａｌ相应值的原因．Ａｌ膜层溅射沉积条件实验研究结果表明,沉积速率、膜层厚度及基底形貌的控制和选择是非常重要的     

掺杂SrTiO_3陶瓷的介电性及正电子湮没

本文应用正电子湮没寿命谱方法研究掺杂SrTiO_3陶瓷的介电性.通过对不同掺La量SrTiO_3的介电常数、损耗因子、正电子在样品中的湮没寿命的测量,发现介电常数、损耗因子随掺La量的变化与正电子寿命参量的变化存在着某种关系;文中用Sr空位及La离子与Sr空位缔合体模型解释了这些变化与关系.