探讨溶胶-凝胶工艺制备PZT薄膜

介绍溶胶－凝胶法制备PZT铁电薄膜的工艺过程，探讨影响稳定溶胶配制的原材料，溶剂及溶液的pH值选取，分析催化剂和添加剂在提高薄膜质量方面的作用机理，理论上阐述了基片和PbTiO3过渡层对促进PZT薄膜晶化的影响，提出优化溶胶－凝胶技术的关键措施。利用优化工艺对采用无机盐硝酸锆，通过甩胶沉积在α-Al2O3基片上的PZT薄膜的微观表面形貌和相结构进行了观察。     

制备PZT薄膜的Sol—Gel工艺研究

比较了Ｓｏｌ－Ｇｅｌ工艺制备ＰＺＴ薄膜的两种热处理过程成膜情况和对ＰＺＴ／Ｓｉ结构的影响，其中，低温烘烤、快速升温、高温退火的热处理方式有利于钙钛矿相成相。但ＰＺＴ薄膜完成全过程退火后难以进行图形加工。对含有ＳｉＯ２的Ｓｉ衬底上的情况分析表明ＳｉＯ２有改善界面特性的作用。     

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.     

Co和Nb掺杂PZT铁电薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3／Si衬底上制备了PbCoy（Zrx,Ti1-x）O3（PCZT）与PbCoyNbx（ZrxTi1-x）O3PCNZT）铁电薄膜,实验发现钴掺杂PZT比例为12mol％时,PCZT薄膜具有优良的铁电性和介电性,但是漏电流较大．为了能够很好地弥补PCZT薄膜漏电流太大的缺点,在12mol％Co掺杂的PCZT薄膜中掺入不同比例的Nb（在1mol%～10mol％掺杂范围内）,实验结果表明,Nb掺杂比例越大,PCNZT薄膜的漏电流越小,但同时Nb掺杂减小了PCZT薄膜的剩余极化强度和介电常数．     

溶胶—凝胶法制备了BST铁电薄膜材料的机理研究

采用醇法和部分醋酸盐法两种工艺，获得了透明的ＢＳＴ溶胶，凝胶和ＢＳＴ薄膜铁电材料，应用红外光谱，差热分析及Ｘ－衍射方法，研究了该两种合成了工艺的物理化学过程。     

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.     

在ITO玻璃衬底上制备钛酸铋铁电薄膜

利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Sn的In2O3导电透明薄膜(ITO)衬底上制备了钙钛矿型Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了退火温度对铁电薄膜结构和性能的影响.X-射线衍射分析表明,经650℃和650℃以上温度退火的薄膜为具有层状钙钛矿型结构Bi4Ti3O12的铁电薄膜.在750℃退火20 min得到Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化强度Pr=10μC/cm2,矫顽场Ec=45 kV/cm.     

高取向PZT铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备

采用溶胶-凝胶技术，在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了沿（100）晶向强烈取向的Pb(Zr0.53，Ti0.47)O3铁电薄膜。通过X-ray衍射分析，在每层膜的制备工序中，增加600℃热处理15min的工艺，可有效防止烧绿石相的出现和薄膜开裂，并促进薄膜沿（100）晶向外延生长。制得的薄膜经600℃退火4h，后，呈完全钙钛矿相，并沿（100）晶向强烈取向，原子力显微照片表明，薄膜结构致密，晶粒尺寸约为100nm。经测量，薄膜的相对介电常数高达1150，剩余极化为26μc/cm^2，矫顽场强为49kV/cm。     

溶胶-凝胶法制备掺钕钛酸铋铁电薄膜

采用溶胶-凝胶法在Pt／Ti／SiO2／Si基片上制备了掺钕(Nd)的Bi4Ti3O12薄膜(Bi4-xNdx)Ti3O12(x=0．85)，将薄膜于空气中710℃退火0．5h，形成BNT多晶薄膜。系统研究了薄膜的结构、电学性质、表面形貌、漏电流、疲劳特性等。结果表明薄膜呈(117)和(00l)的混合取向，显示良好的铁电性(2Pr=60．8μC／cm^2)，并呈现良好的抗疲劳特性。     

铁电薄膜的制备及其在器件中的应用

综述了铁电薄膜研究的新进展，分析了铁电薄膜不同制备方法的优缺点。重点介绍了铁电薄膜在铁电存储器及热释红外探测器方面的应用。指出了目前铁电薄膜及器件设计研究需要重点解决的一些问题。     

PZT／Si异质结的电特性研究

采用Ｓｏｌ／Ｇｅｌ工艺制备ＰＺＴ／Ｓｉ结构，从该结构的极化特性、开关特性和Ｉ－Ｖ特性等方面研究了硅衬底上铁电薄膜的自偏压异质结特性．并以这种效应分析了ＦＲＡＭ电容中铁电薄膜的疲劳机制．     

溶胶凝胶法制备锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列

基于阳极氧化铝模板,使用旋涂法制备了锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪表征了其结构,形态和尺寸分布.结果显示制备的锆钛酸铅光子晶体呈正方晶相,尺寸统一,分布均匀,同时展现了良好的光学透射特性.这个简单,低成本又可行的制备方法为制备铁电纳米孔阵列结构提供了一条方便又可复制的途径.     

SiO2基nm复合薄膜制备及微区不均匀性研究

采用溶胶－凝胶工艺制备了ＳｉＯ２基ｎｍ复合薄膜．ＦＴ－ＩＲ分析表明，薄膜中羟基（－ＯＨ）的含量随热处理温度的提高而减少；通入ＣＣｌ４热处理，可以使－ＯＨ含量明显降低．ＳＥＭ及电子能谱显示薄膜中存在亚μｍ的不均匀区域，此区域含Ｃ量较高．经８００℃通氧热处理，不均匀区域的含Ｃ量与均匀区域相同．Ｘ射线衍射的掠入射分析表明，随热处理温度的提高，晶粒尺寸沿膜厚方向的差异增大．     

沉积方式对HfO2薄膜激光损伤阈值的影响

分别采用电子束蒸镀、离子束辅助沉积、离子束反应辅助沉积、双离子束溅射技术制备了二氧化铪薄膜,研究了薄膜的光学特性、缺陷、残余应力、弱吸收和抗激光损伤阈值.发现离子束反应辅助沉积的二氧化铪薄膜具有低的缺陷密度和高的损伤阈值;双离子束溅射的二氧化铪薄膜具有高的折射率、高的残余应力和低的损伤阈值.对二氧化铪薄膜的损伤阈值与上述特性之间的依赖关系进行了讨论,发现残余应力是影响薄膜抗激光损伤阈值的一个重要原因.     

非单晶硅基薄膜光致发光特性的研究

非单晶硅氢基薄膜材料，经高温退火及高温氧化可制备纳米尺寸的晶粒，室温下发出可见光。发光强度强烈依赖于晶粒大小和结晶体在网络中的体积比。发光来源于量子尺寸效应和表面发光中心。     

PZT铁电薄膜的射频磁控溅射制备及其性能

实验采用射频磁控溅射工艺,在较低的衬底温度(370℃)、纯Ar气氛中和在(111)Pt/Ti/S iO2/S i衬底上用陶瓷靶Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)制备具有完全钙钛矿结构的多晶PZT(52/48)铁电薄膜,沉积过程中基片架作15°摇摆以提高膜厚的均匀性,然后在大气环境中对沉积的PZT薄膜进行快速热退火处理。用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和Auger电子能谱(AES)测量其组分,X射线衍射仪(XRD)分析PZT薄膜的相结构和结晶取向,RT66A标准铁电测试系统分析Pt/PZT/Pt/Ti/S iO2/S i电容器的电学特性。结果表明:PZT铁电薄膜具有较高的剩余极化(Pr=44.9μC/cm2)和低的漏电流(10-8A量级)。     

复合热释电薄膜红外探测器的制备和性能测试

为解决热释电薄膜红外探测器中的热损失问题,引入了复合热释电薄膜的概念．它利用多孔二氧化硅具有的低热导率特点,有效地减少了热量从热释电层向衬底的热扩散．利用溶胶-凝胶和金属有机物热分解等工艺制备的复合热释电薄膜红外探测器,在温度为420K、频率为10Hz时,电压响应率约为1400V／W,探测器的星探测率D     

聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂的PZT厚膜制备与性能

介绍了通过添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制备PZT厚膜的方法。采用溶胶凝胶工艺,在700℃快速热处理4层即可获得厚度为1μm,表面平整没有裂纹的．PZT厚膜。对PVP的作用机理进行分析,同时对厚膜的结构形貌和电性能进行研究测试。厚膜呈完全钙钛矿相多晶结构,而且具有良好的铁电性能。