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．     

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％。     

Sm2O3掺杂BaZr0．25Ti0．75O3铁电陶瓷的制备及其结构、介电性能研究

采用传统的固相反应法制备了（1-x）BaZr0．25Ti0．75O3（BZT）＋xSm2O2（X=0,0．002,0．004,0．006,0．008,0．01）的铁电陶瓷,用X射线衍射和介电谱方法研究了Sm2O3的掺杂对BZT陶瓷结构和介电性能的影响．结果表明,Sm2O3的掺入没有改变BZT晶体钙钛矿结构,并且随着Sm^3＋取代浓度增大,衍射峰向高角度略有偏移,说明晶面间距减小;随着Sm2O3,掺杂量的增加,BZT介电峰向低温区移动,并且被压低展宽,BZT陶瓷介电常数和介电损耗随Sm2O3掺杂量的增加而减小,频率对各组分的介电常数影响较小,在T=300K,f=10^4Hz时,发现Sm2O3掺入量为0．01时具有较大的介电常数和较小的介电损耗．     

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．     

掺杂方式对Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷微结构及性能的影响

采用溶-凝胶法制备Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷粉末,以传统陶瓷制备工艺制备Mg元素掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷．研究MgO掺杂量为1．6％（质量分数）时,MgO固相掺杂和Mg计湿化学法掺杂两种不同的掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷显微结构及电学性能的影响．研究结果表明,当Mg掺杂量相同时,掺杂方式对Mg掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3。陶瓷的显微结构和电学特性有显著的影响,相比纯的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷,两种掺杂方式中,Mg2＋湿化学法掺杂相对于MgO固相掺杂,在BSZT陶瓷中的分布更均匀,替位程度更高,所以其对介电常数的影响也相对更大．而MgO固相掺杂相对于Mg2＋湿化学法掺杂明显地促进了陶瓷晶粒的生长,提高了陶瓷的致密性,同时其击穿电场和电阻率也有较大提高．1350℃下烧结的固相MgO掺杂的Mg：Ba0．3Sr0．7Zr0．18Ti0．82O3陶瓷性能较优,介电常数约为590,介电损耗低于0．0005,电阻率为7．78×10^13Ω·mm,击穿场强为6．56kV／mm．     

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。     

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.     

RuO2/Pt复合电极对BST梯度薄膜介电性能的影响

采用直流磁控溅射方法在Ti／SiO2／Si（100）衬底上制备RuO2／Pt复合电极,研究在复合电极上沉积的BST薄膜的微观结构及其对BST梯度薄膜电学性能的影响．实验结果表明：沉积在RuO2／Pt复合电极上的BST梯度薄膜在测试频率为100kHz时,介电常数为324．8,介电损耗为0．0189在75kV／cm外电场下漏电流密度为1．29×10^-6A／cm^2;在Pt电极和RuO2／Pt复合电极上分别制备的BST薄膜的介电损耗和漏电流基本上相似,没有太大的区别．但在375kV／cm外电场下RuO2／Pt复合电极上沉积的BST的介电调谐率为31．2％,比直接沉积在Pt上的BST的介电调谐率高7．4％,显示出较好的C—V特性．     

Zn-Ce共掺杂Bao．2Sr0．8TiO3陶瓷结构及介电性能的研究

采用固相反应方法制备了系列Znce共掺杂Bao．2Sr0．8TiO3陶瓷材料,用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和变温变频介电谱方法,对它们的微观结构和复介电常数进行了测量．结果表明,Zn^2＋、Ce^4＋的掺入,没有改变陶瓷试样的晶相结构,形成了均匀的固溶体．在1Hz测得的介电性能结果表明,随着Ce^4＋掺杂量的增加,介电常数实部ε′逐渐增大,介电损耗tan占逐渐减小,介电常数峰明显减弱,并有逐渐变宽的趋势,呈现明显的相变弥散效应特征．当掺杂量Zn^2＋为0．03864mol,C^4＋为0．06mol时,陶瓷试样的介电损耗最小,为1．75×10^-3（1Hz）．     

La~(3+)掺杂Bi_(0.5)(Na_(1-x-y)K_xLi_y)_(0.5)TiO_3陶瓷的微结构与电学性能

利用传统的电子陶瓷工艺制备了La^3＋掺杂Bi0．5（Na1-x-yKxLiy）0．5TiO3无铅压电陶瓷,研究了La^3＋掺杂对该体系陶瓷的介电压电性能与微观结构的影响．结果表明,少量的La^3＋掺杂可以改善该陶瓷的微结构;当掺杂量为0．1％时,该陶瓷体系的压电性能有较大的改善,室温下该体系配方的压电常数d33可达215pC／N,径向机电耦合系数kp达到37．4％,但同时介电损耗增大,机械品质因子降低．当掺杂量达到1．5％以后,陶瓷的压电性能严重下降．     

化学计量对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电性能的影响

采用脉冲激光沉积法，在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了Ba1-xSrxTiO3薄膜，通过改变Sr化学计量，研究了其介电性质．实验结果发现：随着Sr化学计量的增加，薄膜的介电系数明显增大，而损耗仍然保持在较低的水平．研究表明：薄膜介电系数的增大是由于薄膜中颗粒尺寸的减小，导致了居里温度的降低．另外，C-V特性研究发现：随着Sr化学计量的增加，薄膜的电容调谐度也有所提高．     

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.     

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．     

BST薄膜的湿法化学刻蚀工艺优化及应用初探

采用sol-gel法在SiO2/Si衬底上制备了Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)薄膜.利用湿法化学刻蚀技术对BST薄膜进行图形化.通过实验结果对比,选择HF/HNO3/H2O2/H2O(体积比为1∶20∶50∶20)的混合液作为最佳刻蚀液.扫描电镜(SEM)结果表明,刻蚀后BST薄膜表面干净,无残留物,图形轮廓清晰.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)结果显示,刻蚀后BST薄膜表面粗糙度增大,结晶性退化.对刻蚀后的薄膜在600℃后退火处理,能要在一定程度上恢复其表面形貌和结晶性.应用优化工艺制备BST薄膜阵列,采用剥离法将Au,Ni/Cr和Pt/Ti电极进行微图形化.最后,成功地制备了Au/Ni/Cr/BST/Pt/Ti/SiO2/Si结构的8×8元的红外探测器阵列.     

Dielectric properties of low dielectric constant Ba0.60Sr0.40Mg0.15Ti0.85O3-Mg2TiO4 composite thin films for tunable applications

Ba0.60Sr0.40Mg0.15Ti0.85O3-xmol%Mg2TiO4 （x = 0-40 mol%） （BSTM-MT） composite thin films were fabricated by sol-gel method. The precursor solution of these composite thin films was prepared through mixing the Ba0.80Sr0.40Mg0.15Ti0.85O3 and Mg2TiO4 solution. The microstructures and dielectric tunability of composite thin films were investigated. The dielectric constant of composite thin films can be tailored from 155 to 55 by changing the concentration of Mg2TiO4. The dielectric loss of these composite thin films were still kept below 0.01 and the tunability was above 20% at a dc-applied electric field of 500 kV/cm. Suitable dielectric constant, low dielectric loss, and high tunability of this kind of composite thin films can be useful for potential microwave tunable applications.     

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.