0.2BiFeO3-0.8Bi4Ti3O12固熔薄膜的电性质

用溶胶-凝胶方法在LaNiO3包覆的Si（111）衬底上制备了BiFeO3掺杂的Bi4Ti3O12薄膜,XRD研究表明薄膜呈完全随机取向,通过BiFeO3的掺杂使Bi4Ti3O12层状钙钛矿的C轴缩短.铁电性测试的结果表明,薄膜的剩余极化强度为2.0μC/cm^2,略小于用溶胶-凝胶方法制备的纯Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度.漏电流测试结果表明薄膜导电机构满足公式.     

溶胶-凝胶法制备(Bi, Nd)4Ti3O12铁电薄膜

采用溶胶凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了(Bi, Nd)4Ti3O12铁电薄膜.将薄膜分别进行每一层、每二层、每三层500 ℃空气中预退火10 min，分别称为样品a、b、c，最后都于氮气氛中680℃总退火半小时. 结果表明预退火工艺对薄膜的铁电性能影响很大.样品a、b的铁电性能(2Pr分别为47.8 μC/cm2和51.9 μC/cm2)远远高于样品c(2Pr = 28.7 μC/cm2).三组薄膜都呈现良好的抗疲劳特性.     

添加剂对共生结构Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15薄膜的性能及微结构的影响

采用调制金属有机物热分解法(MOD)，Bi4Ti3O12-SrBi4Ti4O15(BIT-SBTi)薄膜及添加La元素的薄膜被沉积在Pt／Si村底上．沉积的薄膜在氧气中退火晶化，退火温度为550-700℃．X射线衍射(XRD)和拉曼谱散射被用于分析晶化薄膜的微结构,铁电及介电性能测量采用RT66A测试系统．与未添加镧元素的薄膜比较，在同样的晶化温度下，加添镧的薄膜，其XRD衍射峰少且宽．增加La的含量会导致衍射峰的进一步宽化．然而，XRD和拉曼谱的研究显示，这种添加行为并不会引起明显的晶格畸变．这表明La的加入仅仅是取代恶劣晶体中的Bi或Sr原子，铁电回线测量表明添加与未添加镧元素的薄膜有着相似的矫顽场Ec和剩余极化值sPx．然而，与BIT-SBTi薄膜相比，La75BIT-SBTi薄膜的开关时间更短且与厚度无关，BIT-SBT薄膜的翻转极化值在厚度超过210mm后逐渐减小，而La75BlT-SBTi薄膜的翻转极化值在280nm厚度时达到最大，同样厚度的薄膜，增加外场能会同时增加开关时间和翻转极化值，     

在（001）Y-ZrO2上沿a/b轴取向生长Bi3.15Nd0.85TiO12铁电薄膜

用sol-gel工艺在（001）钇稳定ZrO2（YSZ）单晶衬底上制备了层状钙钛矿型Bi3.15Nd0.85Ti3O12（BNdT）铁电薄膜。X射线衍射结果显示,薄膜沿a/b轴择优取向生长,择优取向度约48%;透射电镜观察到薄膜厚约385 nm,其中晶粒呈柱状生长,晶粒横向尺寸100-200 nm。分析发现,薄膜在结晶过程中快速升温有助于晶粒沿a/b轴取向生成核。     

高取向Bi4Ti3O12陶瓷样品的制备

采用多次球磨、预合成、真空干燥的工艺，制备了(0014)择优取向的Bi4Ti3O12(BTO)陶瓷样品。样品的c取向方向与样品成型时所加压力的方向基本一致；随烧结时间增加，样品的c取向率增大，烧结时间为16h的陶瓷样品的取向率达到0．96；测量了样品与轴线平行和垂直2个方向的电学性能，得到了各向异性的测量结果，为深入研究BTO的微观结构提供了一定条件。     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷样品的铁电、介电性能

层状钙钛矿铁电体材料B i4-xN dxT i3O12(x=0.0~0.9)陶瓷样品适量N d掺杂可提高B i4T i3O12(B IT)的铁电性能.当掺杂量为0.6时,样品的剩余极化达到最大值.样品的相变温度(tc)随掺杂量的增加而降低,当掺杂量大于0.6时,tc下降速率增大.随着N d含量的增加(x>0.6),样品的弛豫程度明显提高.N d掺杂降低了样品的氧空位浓度,提高了B IT样品的铁电性能.     

溶胶-凝胶法制备掺钕钛酸铋铁电薄膜及其性能

采用溶胶-凝胶法在FTO/glass 衬底上制备了Bi4 Ti3O12和Bi3.35Nd0.65Ti3O12 (BNT) 薄膜, 研究了Nd 掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的晶体结构、铁电性能和介电常数的影响. XRD 研究表明Nd 掺杂未对薄膜的结晶产生显著的影响.铁电性的测试表明,通过Nd 掺杂,使薄膜的介电性和铁电性得到了增强,剩余极化强度由57.2 μC/cm2 增加到68.4 μC/cm2.     

Bi4Ti3O12铁电薄膜溶胶—凝胶法制备过程中Bi—Ti溶胶的匀胶规律研究

介绍了Ｓｏｌｇｅｌ法制备Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜的工艺过程,研究了ＢｉＴｉ溶胶在Ｓｉ基片上的匀胶规律;用ＴＧＤＴＡ和ＴＥＭ技术研究了ＢｉＴｉ干凝胶的形态,并成功地在Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ基片上制备了ｃ轴取向的Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜．     

Bi4Ti3O12纳米片的低温合成与光致发光特性研究

以Bi(NO3)3.5H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH为矿化剂,聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用水热法制备形貌规则的Bi4Ti3O12纳米片.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)研究产物的物相、显微结构和组成,利用分子荧光光谱仪(PL)研究产物的光致发光特性.结果表明水热合成的Bi4Ti3O12纳米片为正交相层状钙钛矿结构,平均边缘尺寸大约200 nm,厚度10～20 nm,主要沿着平行于(111)面和垂直于(111)面的二维方向生长.室温下Bi4Ti3O12纳米片在470.4nm处具有蓝—绿发光,在399.3 nm和417.6 nm处具有紫光发射特性,初步认为是纳米片表面的氧空位和铋空位所引起的,同时在380 nm和516 nm处存在高能带边和低能带尾.     

预退火工艺对Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜性质的影响

采用溶胶一凝胶法在Pt／Ti／SiO2/Si基片上制备了Bi3.15Nd0.85Ti3O12铁电薄膜。将薄膜分别进行每一层预退火、每二层预退火、每三层空气中500℃预退火10min，分别称为a．b、c组薄膜，最后都于氮气氛中680℃总退火0．5h。结果表明，预退火工艺对薄膜的铁电性能影响较大，而对取向基本没有影响。同时，a,b两组薄膜的铁电性能（2Pr分别为47．8μC／cm2。和51．9μC／cm2）远远优于c组薄膜的铁电性（2Pr=28．7 μC／cm2）。所有Bi3.15Nd0.85Ti3O12薄膜都呈现良好的抗疲劳特性。     

LaNiO3衬底上SrBi4Ti4O15薄膜的sol-gel方法制备

采用溶胶-凝胶法在S i(111)衬底上制备了LaN iO3薄膜,采用相同方法在LaN iO3/S i(111)上制备了SrB i4Ti4O15(SBT)薄膜,对SrB i4Ti4O15(SBT)薄膜的结晶性,厚度和电性能进行了研究.     

沿a/b轴择优取向Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的回线动力学标度

测量了在Pt/Ti/SiO2/Si上生长的36%a/b轴择优取向Bi4Ti3O12铁电薄膜的电滞回线,并研究了薄膜的回线动力学标度。外加电场频率的变化范围0.4~10 kHz,电场幅值的变化范围653~1 045 kV.cm-1。在外电场频率一定时,该Bi4Ti3O12薄膜的回线面积随外电场幅值的增大而增大。当外电场幅值固定时,回线面积随外电场频率的上升先增加后减小。当f=1 kHz时,回线面积最大。由此可知,该Bi4Ti3O12薄膜中畴翻转的特征时间约1 ms。在外电场频率低于1 kHz时,回线面积A∝f-0.023 83E0;在1 kHz以上高频段有标度关系A∝f-0.053 88E0。     

Nd掺杂Bi4Ti3O12陶瓷的制备及其电性能

采用固相烧结法制备了Nd掺杂Bi4-xNdxTi3O12（％=0,0．25,0．5,0．75,1）层状铋系钙态矿无铅介电陶瓷。利用XRD、SEM和宽频IZR数字电桥测试手段研究了Nd掺量、烧结温度和保温时间对Bi4-xNdxTi3O12（BNT）陶瓷晶相、显微结构及介电性能的影响。研究表明,本实验中Nd的最佳质量掺量为0．75,最佳烧结温度为1050℃,保温时间为4h,BNT陶瓷具有良好的介电性能。     

Bi3．15Nd0．85Ti3O12纳米管阵列的制备与微结构表征

采用溶胶-凝胶法,在孔径为100nm的阳极氧化铝模板中制备了Bi3．15Nd0．85Ti3O12（BN（IT）纳米管阵列．通过XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED和Raman光谱测试手段对纳米管阵列的物相、微结构和声子振动特性进行了表征．研究表明,所合成BNdT纳米管为钙钛矿相多晶结构,纳米管外径约为100nm,管壁厚约10nm,长度达几个微米．Raman光谱分析表明,Nd离子部分取代了类钙钛矿层中A位的Bi离子．     

Nd掺杂对Bi4Ti3O12单晶的结构和电学性能的影响

采用高温溶液生长法生长铁电Bi4-xNdxTi3O12(BNdT)单晶,并研究了BNdT的结构和电学性能.XRD结构精修的结果表明Nd掺杂将导致晶格常数和晶胞体积发生变化,铁电性能的测试表明Nd掺杂降低了BNdT单晶的剩余极化,BNdT的自发极化的估算和铁电测量结果有着相同的变化趋势.Nd的A位掺杂同时也导致BNdT单晶沿各个方向漏电流密度的减小,而由于(Bi2O2)2 层的存在,BNdT单晶沿c方向显示出更低的漏电流密度.     

衬底材料对Bi4Ti3O12薄膜取向度的影响

以正丁醇钛和硝酸铋为原料,用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ技术分别在Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ、Ｓｉ、Ｙ－ＺｒＯＴｉＯ３（１００）和石英玻璃基片上生长出ｃ轴取向的Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜,研究了衬底材料表面结构对Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜取得度的影响,晶格失配能和Ｂｉ４ＴｉＯ１２晶体的晶面能决定了薄膜的取向程度。     

CaCu3 Ti4O12外延薄膜的巨介电常数特性

采用脉冲激光沉积方法制备CaCu3Ti4O12薄膜,研究了其介电常数、交流电导与温度和频率的关系.实验结果表明,CaCu3Ti4O12外延薄膜的介电常数ε在(1kHz,300 K)时高达14700,是目前该体系最好的结果;在1kHz,100~300 K温区内,ε基本保持恒定,热稳定性好、介电损耗低.该特性表明,CaCu3Ti4O12薄膜材料有可能成为信息存储器件更新换代最现实的候选材料.提出薄膜大的内应力可能是其出现巨介电常数的原因,电导与温度及频率的关系是由电子、声子与外电场的共同作用决定的.     

铁电薄膜及铁电存储器研究

综述了铁电薄膜以及铁电存储器的发展,讨论了铁电薄膜制备方法、结构和物理性能表征,并结合作者的前期工作,详细讨论了用于铁电薄膜与硅衬底集成的导电阻挡层问题,指出了铁电薄膜研究中需重点解决的一些问题.     

以LaNiO3作为底电极的Pb(Zr0.3,Ti0.7)O3铁电薄膜的性能研究

采用溶胶－凝胶法在Si(100）衬底上制备了LaNiO3薄膜，采用相同方法在LaNiO3/Si(100）上制备了Pb（Zr0.3,Ti0.7）薄膜，对LaNiO3薄膜和Pb(Zr0.3,Ti0.7）O3薄膜的结晶性，表面形貌和电性能进行了研究。