PZT薄膜的制备及特性

用电子束蒸发法在n-Si（100）衬底上制备了Pb（Zr0．52Ti0．48）03（PZT）多晶薄膜，研究了薄膜的表面形貌、结晶特性、红外吸收特性随生长温度和退火温度的变化关系，发现较高的生长温度有利于（101）方向晶粒的择优生长，较高的退火温度能促进（101）方向的晶粒向（110）方向的晶粒转变，（110）择优方向的薄膜对长红外波段的吸收比（101）择优方向的薄膜明显增强．     

碳化硅薄膜制备及其场发射特性

采用热丝化学气相沉积法在Si（111）、Ti（101）衬底上制备了SiC薄膜,并利用X射线衍射和傅里叶变换红外吸收光谱（FTIR）对薄膜的结构、成分及化学键合状态进行了分析．XRD结果表明,制备的SiC薄膜呈现3C-SiC结晶相,有很好的择优取向性．HIR谱显示,薄膜的吸收特性主要为Si-C键的吸收,其吸收峰为804．95cm^-1．从原子力显微镜对SiC薄膜表面形貌的测试分析可以看出,样品表面呈规则精细颗粒状结构且薄膜结构致密．此外,在高真空系统中（6．0×10^-4Pa）对生长的SiC薄膜进行场敛发射特性测试,结果表明生长的SiC薄膜具有场致发射特性：样品的开启电压为82．1V／μm,最大电流密度为631．5μA／cm^2．     

高择优取向(100)PZT铁电薄膜的磁控溅射生长

以射频（RF）磁控溅射法分别在Si（111）和Pt（111）／Ti／SiO2／Si基底上溅射沉积LaNiO3（LNO）薄膜电极,沉积过程中基底温度为370℃,然后对沉积的LNO薄膜样品进行快速热退火处理（500℃／10min）。X射线衍射（XRD）分析表明：Si（111）基底上LNO电极表现出高度的（100）取向,而Pt（111）／Ti／SiO2／Si基底上LNO电极则表现较强的（111）择优取向。然后在（100）LNO薄膜电极上生长PZT铁电薄膜,通过合适溅射工艺参数的选择,成功地制备了高度（100）取向的PZT铁电薄膜。     

在LiNaO3基底上制备PZT铁电薄膜及其电性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上制作Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度对薄膜结构和性能影响.通过X-ray分析表明,在600℃退火时,PZT薄膜已形成钙钛矿相,且在(100)择优取向的LaNiO3底电极上制备得到了(100)择优取向的PZT薄膜.实验测得以LaNiO3为衬底上的PZT薄膜的剩余极化强度为Pr=26.83μC/cm2,矫顽场Ec=30.43 kV/cm,介电常数为ε=5509,介电损耗为0.203.     

采用修正的溶胶-凝胶技术制备PZT铁电薄膜

采用一种修正的溶胶-凝胶技术制备出Pb[Zr0.52Ti0.48]O3（PZT）铁电薄膜.对溶胶的整个制备过程进行了红外透射光谱分析,对制备的铁电薄膜结构和性能进行了表征.由XRD图可以看出,退火温度在600℃以上时,薄膜结构为纯的钙钛矿结构.由P-E曲线可以看出,经600℃退火处理的PZT薄膜具有良好的铁电性能.     

退火温度对La1-xCaxMnO3薄膜电输运特性的影响

采用磁控溅射法在STO（001）基片上沉积钙钛矿结构LCMO薄膜,研究了退火温度对LCMO薄膜微结构及电输运特性的影响．研究结果表明,随退火温度的升高,薄膜中氧含量及Mn^4＋／Mn^3＋比逐渐升高,LCMO薄膜中的Mn^4＋／Mn^3＋比与薄膜中的氧含量有关,当氧含量增大时,Mn^4＋／Mn^3＋比相应增大．LCMO薄膜的电阻率随退火温度升高而逐渐减小,而LCMO薄膜的金属-绝缘相变温度随退火温度升高而逐渐升高,经850℃退火处理的LCMO薄膜的金属．绝缘相变温度可达257K．     

稀土硅化物的制备及红外吸收光谱

报导了由射频溅射制备稀土（Ｙ）硅化物薄膜．样品的红外吸收光谱中，在８６５ｃｍ－１有一个强吸收峰，而在４６２ｃｍ－１有一个弱吸收峰．样品进行高温退火后，强吸收峰基本没有变化，而弱吸收峰随退火温度的升高而增强．我们认为强吸收峰是ＹＳｉ２的键振动吸收，而弱峰是ＹＳｉ的键振动吸收     

(Ti,Zr)N复合薄膜的微观结构及性能

利用电弧离子镀方法，对独立的Ti靶和Zr靶的电流进行控制，成功地在高速钢基体上制备了不同成分配比的（Ti,Zr)N薄膜，透射电子显微镜结果表明：（Ti,Zr)N薄膜为单一的fcc结构，采用X射线衍射分析显示；（Ti,Zr)N薄膜出现分离的（Ti,Zr)N,(Zr,Ti)N,TiN,ZrN的混合相结合，（Ti,Zr)N膜层随弧电流的增加，择优取向从（220）→（111）（220）→（111）变化，显微硬度测试表明，薄膜具有很高的硬度，在较宽的成分薄围内硬度基本保持一致，同时探讨了（Ti,Zr)N薄膜的宏观残余应力，显微硬度之间的关系及其微观机制。     

PZT薄膜的相转变与晶格参数的研究

研究 Sol- gel制备 PZT薄膜材料相结构与晶格参数 ,研究 PZT薄膜相变、衬底与温度关系和不同 Zr/ Ti比Pb(Zrx Ti1-x) O3 (x=0 .2～ 0 .8)。结果表明 :PZT薄膜从烧绿石相向钙钛矿相转变的温度在 Pt衬底上为 6 0 0°C,在不锈钢上为 6 50°C。PZT铁电体薄膜的晶格参数和晶格畸变随 Zr/ Ti比的不同而变化 ;在铁电四方相区 ,随 Zr含量增加 ,a=b轴逐渐增大 ,c轴稍有缩短 ,四方晶系发生畸变 ;当 x>0 .5时 ,没有检测到单位晶胞的畸变 ;在准同型相界附近 ,晶胞参数发生突变。     

退火条件对氧化钒薄膜微观结构的影响

采用直流对向靶磁控溅射的方法在SiO2／Si衬底上制备了具有（001）择优取向的V2O5薄膜，利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和四探针测试方法对退火前后薄膜的表面形貌、物相组分和电阻温度系数进行了测量．结果表明：200℃衬底温度下溅射得到的薄膜为多晶V2O5，膜表面颗粒呈细长针状，经700℃、1h退火后，薄膜中VO2相成分增多，颗粒变为长方形柱状；退火后薄膜的电阻温度系数达到-3.2％／K，与薄膜的微结构和物相组分有很大关系：3h退火后．得到高纯度的V2O5薄膜．     

CaFeO_(2.5)掺杂对PSZT压电陶瓷微观结构及电性能的影响

采用常规固相法制备了CaFeO2.5掺杂改性的Pb0.95Sr0.05(Ti0.47Zr0.53)O3压电陶瓷.利用X射线衍射、扫描电镜、精密阻抗分析仪等技术分析表征了该体系的微观结构及电性能.结果表明:CaFeO2.5掺杂促进了PSZT陶瓷的致密化,抑制了晶粒长大.CaFeO2.5掺杂引起晶格畸变,随CaFeO2.5掺杂量的增加,四方晶格发生膨胀,四方度增大;缺陷偶极子增加,降低了压电性能并出现了类似于反铁电性质的电滞回线"束腰"现象.     

BiFeO_3薄膜的so-lgel制备及其铁电性能研究

采用sol-gel方法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出了(100)择优取向的BiFeO3薄膜.XRD研究表明,600～650℃退火的薄膜结晶较好.AFM形貌显示,650℃退火的薄膜中等轴状晶粒大小均匀(直径100～150nm),薄膜较为致密.电学性能测量结果表明,650℃退火、厚度为840nm的薄膜的2Pr值为2.8mC/cm2;在50kV/cm外加电场下,漏电流为2.7×10-5 A/cm2.电流-电压特性显示,在欧姆区之上,薄膜的主要导电机制为波尔-弗兰克尔发射导电.     

固相烧结法中烧结温度对Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3结构和性能的影响

采用固相烧结法制备了Pb(Zr0.2Ti0.8)O3,应用X射线衍射仪、光学显微镜、铁电测试仪等技术系统研究了烧结温度对PZT结构和性能的影响。结果表明,所得样品为完全钙钛矿结构,且随着烧结温度的升高,样品衍射峰值的强度和颗粒尺寸逐渐增大,但当温度过高时,破环了材料的结构。900℃下得到的样品具有较好的铁电性能。     

氧浓度对磁控溅射Ti／WO3薄膜光学性能的影响

在不同氧浓度下,采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Ti掺杂的WO3薄膜并在450℃退火。用X射线衍射（XRD）、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构和光学性质进行表征,分析了不同氧浓度对气敏薄膜的透光率、微结构及光学带隙的影响。结果表明,氧浓度增大,沉积速率越慢,膜厚度减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大;透射率曲线随着氧浓度的增加逐渐向短波方向移动,表明薄膜的光学带隙宽度随氧浓度的增大而变大。     

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．     

对向靶磁控溅射纳米氧化钒薄膜的热氧化处理

采用直流对向靶磁控溅射方法制备低价态纳米氧化钒薄膜,研究热氧化处理温度和时间对氧化钒薄膜的组分、结构和电阻温度特性的影响采用X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）对氧化钒薄膜的组分、结晶结构和微观形貌进行分析,利用热敏感系统对薄膜的电阻温度特性进行测量．结果表明,经300～360℃热处理后,氧化钒薄膜的组分逐渐由V2O3和VO向VO2转变,薄膜由非晶态变为单斜金红石结构,具有金属半导体相变性能;增加热处理温度后,颗粒尺寸由20nm增大为100nm,薄膜表面变得致密,阻碍氧与低价态氧化钒的进一步反应,薄膜内VO2组分舍量的改变量不大;增加热处理时间后,薄膜内VO2组分的含量明显增加,相变幅度超过2个数量级.     

Relationship between local structure and phase transitions of a disordered solid solution

The Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) disordered solid solution is widely used in piezoelectric applications owing to its excellent electromechanical properties. Six different structural phases have been observed for PZT at ambient pressure, each with different lattice parameters and average electric polarization. It is of significant interest to understand the microscopic origin of the complicated phase diagram and local structure of PZT. Here, using density functional theory calculations, we show that the distortions of the material away from the parent perovskite structure can be predicted from the local arrangement of the Zr and Ti cations. We use the chemical rules obtained from density functional theory to create a phenomenological model to simulate PZT structures. We demonstrate how changes in the Zr/Ti composition give rise to phase transitions in PZT through changes in the populations of various local Pb atom environments.     

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％．     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.