溶胶-凝胶法制备BST铁电薄膜的实验教学

详细介绍了物理化学创新实验——溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡(BST)铁电薄膜实验的实验原理、步骤,并采用XRD和AFM对不同温度下的BST薄膜进行了表征。实验结果表明,将科研项目开设为创新实验,激发了学生对实验的兴趣、培养学生的创新意识与综合能力,物理化学实验教学的内容与方式也呈现领域、学科之间的融合和综合的趋势。     

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．     

溶胶—凝胶法制备（Ba0.5Sr0.5）TiO3铁电薄膜及电性能研究

了一种以水为溶剂的（Ba0.5Sr0.5)TiO3(BST)源溶液,用Sol-Cel技术制备出BST薄膜,并研究了薄膜的结构和电性能,结果表明,厚度为160nm,700度保温1h的（Ba0.5Sr0.5)iO3薄膜呈现纯钙钛矿结构,在室温下,介电常数为220,介电损耗为0．047,漏电流密度为8.0*10^-8A/cm2,进一步研究发现,随着烧结温度的升高,薄膜的介电常数增高,介电损耗降低。     

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。     

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。     

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.     

溶胶—凝胶法研制NiO薄膜

用溶胶－凝胶法合成了结构均匀而无裂纹的ＮｉＯ薄膜．借助Ｘ射线衍射仪和光学显微镜等手段，对ＮｉＯ薄的晶体结构和形貌进行了分析；利用光干涉仪测定了薄膜的厚度．讨论了浸沉涂布时垂直引上速度对薄膜厚度和成膜性的影响．为了制备结构均匀而无裂纹的ＮｉＯ薄膜，引上速度不应超过１２ｃｍ／ｍｉｎ．     

锶铋钽铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备过程与机制研究

采用可溶性无机盐为原料，利用溶胶-凝胶旋转涂覆工艺，在Si(111)／SiO：／Ti／Pt的衬底材料上制备了SrBi2Ta2O9铁电薄膜。通过SEM及XRD等微观分析手段和实验与理论研究，重点探讨了第一次涂覆溶胶膜对晶态膜的开裂情况、成核与生长情况、晶体取向及与衬底间的相互作用等方面的影响。制备出了致密、均匀、无开裂、晶粒发育完好，且剩余极化(2Pг)与矫顽电场强度(2Ec)分别为9．6μC／cm^2与76kV／cm的铁电性能较好的薄膜，为可溶性无机盐溶液源制备SrBi2Ta2O9铁电薄膜研究打下了基础。     

溶胶—凝胶法制备氟化物薄膜光波导

以乙酰丙酮盐为原料,用溶胶－凝胶法制备掺饵的锆钡镧铝氟化物薄膜光波导。第一步为制备包含锆钡镧铝及铒的溶胶;第二步为在基底上用旋转镀膜的方法镀膜及氟化。用这种方法得到的薄膜用扫描电镜测量了其组分和表面膜的形态。同时也测得膜的厚度和折射率。     

溶胶—凝胶法制备TiO2—CeO2薄膜

采用溶胶－凝胶法制备了鲜黄色的高反射ＴｉＯ２－ＣｅＯ２薄膜，研究了环境湿度和醋酸添加剂对薄膜形成的影响，研究表明，醋酸加入能显著提高薄膜质量，得到均匀透明的高质量薄膜；涂膜环境温湿度对薄膜质量有决定性作用。     

用溶胶——凝胶法制备SrTiO3纳米薄膜材料

为制备具有电容和压敏特性的ＳｒＴｉＯ３双功能器件,以Ｓｒ（ＮＯ３）２,Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４为原料,用溶胶－凝胶方法制备ＳｒＴｉＯ３材料,研究了水和醋酸等对ＳｒＴｉＯ３材料的影响机理,并对其进行Ｘ－射线衍射、红外光谱和ＴＥＭ分析,证明该薄膜为纳米晶体结构,晶粒尺寸为１２－２５ｎｍ。     

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。     

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.     

溶胶—凝胶法制备SnO2气敏薄膜的研究

以SnCl2.2H2O及乙醇为原料,利用溶胶－凝胶法制备SnO2纳米薄膜,探讨了制膜的工艺条件用XRD,SEM,TEM,AES以及XPS等研究了所得薄膜的结构性质,同时考察了薄的晶相结构、晶粒尺寸,表面形貌以及薄膜中元素的化学状态与热处理条件之间的相互关系。     

La0.7Sr0.3MnO3薄膜的溶胶凝胶法制备及电特性研究

利用溶胶凝胶法在单晶LaAlO3（100）衬底上成功的外延生长了La0．7Sr0．3MnO3薄膜。用X射线衍射、直流四探针法对其进行了研究。结果表明，薄膜为赝立方钙钛矿结构，晶胞参数为α=3．872nm，具有良好的单晶外延结构。电阻率随着温度的增加，从金属导电行为向绝缘体行为转变，利用双交换理论对此现象作了合理的解释，转变点温度为TMI=340K。其电阻率在T〈TMI时满足ρ=ρ0＋ρ1T^2，其导电机制是电子与电子的散射，在T〉TMI时主要是小极化子输运。     

溶胶-凝胶法制备氧化钼薄膜

以MoCl_3(OC_2H_5)_2为原料,应用溶胶-凝胶法制备了透明均匀的氧化钼薄膜。实验发现,合适的工艺条件为:浸透液浓度0.1～1.0mol/L,浸透湿度40～60％,H_2O/MoCl_3(OC_2H_5)_2摩尔比2～4,热处理温度300℃。薄膜在300℃以下热处理是非晶态的,加热到350℃时,有MoO_3晶相出现。应用红外吸收光谱、X-射线衍射对干凝胶的结构和组成进行了研究,在空气气氛中热处理干凝胶,主晶相是MoO_3,加热到600℃时,存在Mo_9O_(26)晶相;在氩气中,300℃是MoO_2晶相,400℃以上则为MoO_2和η-Mo_4O-(11)两种晶相,在1Pa真空中,300～400℃有MoO_2、Mo_8O_(23)和MoO_(28)三种晶相,600℃则转化为MoO_2和ν-Mo_4O_(11)两种晶相。应用DTA对凝胶进行热分析表明:在98℃左右,溶剂C_2H_5OH和吸附水挥发,加热到400℃以上,残余有机物开始氧化分解。     

采用溶胶—凝胶法制备梯度光学功能材料

采用溶胶－凝胶制备抛物线型梯度折射率材料,材料的折射率曲线由折射率调制元素在湿凝胶中的化学反应和扩散产生。本文详述了材料的制备过程,并对材料的结构进行了研究。     

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。