SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜. 研究了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴择优生长,并有利于SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的生长.合理的SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比能获得较好的铁电性能和优良的抗疲劳特性,SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比为1∶3的复合薄膜的剩余极化强度和矫顽电场分别为8.1 μC/cm2 和 130 kV/cm,其无疲劳极化开关次数达1011以上.     

La,V共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能测试

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺在Pt/TiO2/SiO2/p-Si(100)衬底上制备出Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25La0.75Ti2.97V0.03O12(BLTV)铁电薄膜,研究了La,V共掺杂对BIT薄膜的晶体结构和电学性能的影响.BIT薄膜为c轴择优取向,BLTV薄膜为随机取向,拉曼光谱分析表明V掺杂降低了TiO6(或VO6)八面体的对称性,也增强了Ti—O键(或V—O键)杂化.BLTV薄膜的剩余极化Pr为25.4μC/cm2,远大于BIT薄膜的9.2μC/cm2,表现出良好的铁电性能.疲劳、漏电流测试显示BLTV薄膜具有优良的抗疲劳特性和漏电流特性,表明La,V共掺杂能有效地降低薄膜中的氧空位.     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Bi4Ti3O12和Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜,研究了La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响,发现La掺杂没有改变Bi4Ti3O12薄膜的基本晶体结构,并且提高了Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能,对La掺杂改善Bi4Ti3O12铁电薄膜性能的机理进行了讨论.     

Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用Sol-Gel工艺低温制备了Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、介电特性与铁电性能的影响.500℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜未能充分晶化,晶粒细小且有非晶团聚,介电与铁电性能均较差.高于550℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦碌石相或其他杂相,薄膜为多晶生长,具有较好的介电与铁电性能,4V电压下的漏电流密度低于2×10-8A/cm2.随退火温度升高,晶化程度的提升和晶粒尺寸的增大使薄膜的剩余极化增大而矫顽电场降低.600℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜显示了优于Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能,其剩余极化Pr和矫顽电场Ec分别达到17.5μC/cm2和102kV/cm.     

Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用sol-gel工艺,在分层快速退火的工艺条件下成功地制备了高质量Si基BiTi3O12铁电薄膜.研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长行为、铁电性能、C-V特性和疲劳特性.研究表明:Si基Bi4Ti3O12薄膜具有随退火温度升高沿c轴择优生长的趋势;退火温度通过影响薄膜的晶粒尺寸、生长取向和薄膜中载流子的浓度来改变Si基Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能;Ag/Bi4Ti3O12/p-Si异质结的C-V特性曲线呈现顺时针回滞,可以实现极化存储;109次极化反转后Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化仅下降12%,具有较好的疲劳特性.     

Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管制备及存储特性

在溶胶-凝胶工艺获得高质量Bi4Ti3O12薄膜的基础上,制备了Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管. 研究了Si基Bi4Ti3O12薄膜的生长特性及其对铁电薄膜/硅的界面状态和铁电场效应晶体管存储特性的影响. 研究表明,在合理的工艺条件下可以获得具有较高c-轴择优取向的纯钙钛矿相Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜并有利于改善Bi4Ti3O12/Si之间的界面特性; 顺时针回滞的C-V特性曲线和C-T曲线表明Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管具有极化存储效应和一定的极化电荷保持能力; 器件的转移(Isd-VG)特性曲线显示Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管具有明显的栅极化调制效应.     

化学溶液法制备的Bi3.25La0.75Ti3 O12和Bi3.25Ndo.75 Ti3 O12薄膜的光学特性

采用化学溶液方法在(111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)和Bi3.25Nd0.75Ti3O12(BNT)薄膜.x射线衍射测试表明,两种薄膜都为单一的层状钙钛矿结构.扫描电子显微镜分析显示,BNT薄膜由大而均匀的棒状晶粒组成,BLT薄膜的组成晶粒则较小.采用紫外-近红外椭圆偏振光谱仪测试了200-1700nm波长范围的椭圆偏振光谱,拟合得到薄膜的光学常数(折射率和消光系数)和厚度,确定BLT和BNT薄膜的禁带宽度分别为4.30和3.61eV,并采用单电子振子模型分析了薄膜在带间跃迁区的折射率色散关系.     

溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在氧气氛中和层层晶化的工艺条件下,成功地制备了沉积在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上的铁电性能优良的Sr2Bi4Ti5O18(SBTi)薄膜,并研究了SBTi薄膜的微结构、表面形貌、铁电性能和疲劳特性.研究表明:薄膜具有单一的层状钙钛矿结构,且为随机取向;薄膜表面光滑,无裂纹,厚度约为725nm;铁电性能测试显示较饱和、方形的电滞回线,当外电场强度为275kV/cm时,其剩余极化2Pr和矫顽场2Ec分别为24.0μC/cm2和137.8kV/cm;疲劳测试发现薄膜经过4.4×1010次极化反转后,基本没有显示疲劳.     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上制备出LaNiO3 (LNO)薄膜.再通过修正的Sol-gel法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si三种衬底上制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.经XRD分析表明,LNO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构;PZT薄膜均具有钙钛矿结构,且在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向,在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LNO/Si(100)衬底上的薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明,在LNO/Si和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/Ti/SiO2/Si为衬底的薄膜大.     

含Bi层状钙钛矿型铁电薄膜在金属电极上的非c轴取向生长研究

用sol-gel工艺直接在 (111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上分别制备了62%a/b轴择优、65%(014)/(104) 择优、高c轴择优取向生长的 Bi3.15Nd0.85Ti3O12 (BNdT) 铁电薄膜.发现BNdT薄膜的铁电、介电和压电性能强烈依赖于晶粒的择优取向,从而证实BNdT中自发极化矢量Ps靠近a轴.透射电镜观察表明,非c轴取向薄膜中的柱状晶粒从底电极Pt表面一直延伸到薄膜上表面,而c轴择优取向薄膜中的晶粒细小且主要呈等轴状.讨论了含Bi层状钙钛矿型铁电薄膜在金属电极上的择优取向生长机制.     

Bi2Ti2O7/Si薄膜的制备及C-V特性研究

采用化学溶液分解法(CSD)在Si衬底上制备了Bi₂Ti₂O₇薄膜.X射线双晶衍射和原子力显微镜检测表明,所制备的薄膜主要为Bi₂Ti₂O₇相的多晶材料.同时还研究了AuBi₂Ti₂O₇/n-Si(100)结构的电容电压(C-V)特性,结果表明,在Bi₂Ti₂O关键词： C-V特性 2Ti₂O₇薄膜')" href="#">Bi₂Ti₂O₇薄膜 电荷迁移     

电荷调控下Ti3C2O2和V2CO2吸附CH4的第一性原理计算

本文采用第一性原理计算首先研究了Ti3C2O2和V2CO2与CH4气体分子之间的相互作用,发现Ti3C2O2和V2CO2对CH4的吸附较弱属于物理吸附,不适宜用作探测CH4。在此基础上研究了电荷调控下CH4气体分子与Ti3C2O2和V2CO2之间的相互作用。结果表明：随着体系电荷态的增加,Ti3C2O2和V2CO2对CH4气体分子的吸附作用逐渐增加变为化学吸附。当体系电荷态大于或等于-2时,CH4气体分子在Ti3C2O2和V2CO2表面可以被有效捕获。撤去电荷后,Ti3C2O2、V2CO2与CH4气体分子之间的吸附恢复至物理吸附,CH4气体分子易脱附。因此,通过调控Ti3C2O2和V2CO2的电荷态,可以简单地实现CH4的捕获与释放。Ti3C2O2和V2CO2有望成为CH4探测或捕获材料。     

High temperature thermoelectric properties of highly c-axis oriented Bi₂Sr₂Co₂O_y thin films fabricated by pulsed laser deposition

High-temperature thermoelectric transport property measurements have been performed on the highly c-axis oriented Bi2Sr2Co2Oy thin films prepared by pulsed laser deposition on LaAlO3(001).Both the electric resistivity ρ and the seebeck coefficient S of the film exhibit an increasing trend with the temperature from 300 K-1000 K and reach up to 4.8 m·Ω· cm and 202 μV/K at 980 K,resulting in a power factor of 0.85 mW/mK which are comparable to those of the single crystalline samples.A small polaron hopping conduction can be responsible for the conduction mechanism of the film at high temperature.The results demonstrate that the Bi2Sr2Co2Oy thin film has potential application in high temperature thin film thermoelectric devices.     

Temperature-dependent rectifying and photovoltaic characteristics of an oxygen-deficient Bi_2Sr_2Co_2O_y/Si heterojunction

A Bi2Sr2Co2Oy/Si heterojunction is obtained by growing a layer of p-type oxygen-deficient Bi2Sr2Co2Oy film on a commercial n-type silicon wafer by pulsed laser deposition. Its rectifying and photovoltaic properties are studied in a wide temperature range from 20 K to 300 K. The transport mechanism under the forward bias can be attributed to a trap- filled space-charge-limited current conduction mechanism. Under the irradiation of a 532-nm continuous wave laser, a clear photovoltaic effect is observed and the magnitude ofphotovoltage increases as the temperature decreases, The results demonstrate the potential application of a Bi2SrzCo2Oy-based heterojunction in the photoelectronic devices.     

Eu3+掺杂BaO-TiO2-3SiO2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了以BaO-TiO₂-3SiO₂为基质的稀土Eu³⁺掺杂的发光材料,各材料的量比为 n(Ba):n(Ti):n(Si):n(Eu)=1:1:3:x。 通过DTA-TG、IR、XRD、激发和发射光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明,样品在50~400 ℃之间出现明显失重现象,说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇、醋酸等物质发生了脱附释放。IR光谱显示,制备的样品中主要存在Ti-O-Si和O-Si-O键。XRD测试证明,材料属于非晶态。激发和发射光谱图显示,材料制备的最佳退火温度为800 ℃,Eu³⁺的最佳掺杂比例为x(Eu)=5.75×10^-3。在612 nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光395 nm 和可见光465 nm,即在395 nm和465 nm光激发下,材料发射的红光单色性好且强度基本相同。     

MOD法制备Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜及其谱图分析

采用有机金属沉积法(MOD)制备了Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)前驱体溶液,分别在单晶硅基片上制备了BIT和BLT铁电薄膜.前驱体溶液的干凝胶粉体和铁电薄膜分别用红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和环境扫描电镜(ESEM)进行了表征.结果表明600℃时晶粒实现了由焦绿石相向类钙钛矿相结构的完全转变;温度升高,晶粒尺寸增大,薄膜结晶效果得到改善;引入镧使Ti-O和Bi-O键吸收峰位置向低波数频移,高温时频移率较大;500℃热处理时,干凝胶中乙二醇甲醚、乙酰丙酮完全分解,温度超过600℃后,残留的水及硝酸根离子挥发或分解.     

Structural and ferroelectric properties of Bi4Ti3O12 thin films on IrO2 prepared by rf magnetron sputtering

Bismuth titanate, Bi₄Ti₃O₁₂, thin films were grown on IrO₂/SiO₂/Si substrates by radio-frequency magnetron sputtering. Crystallinity and microstructure of the films were characterized over a wide range of oxygen mixing ratio (OMR) during deposition. X-ray fluorescence spectra reveal that the cation content of the films is dependent upon the OMR, suggesting that control of Bi to Ti ratio is possible by the oxygen content in the sputtering atmosphere. Rutherford backscattering spectrometry measurements also show that oxygen content of the BTO film grown with an OMR = 0.5is close to a stoichiometric phase. In addition, Bi–O bonding chemistry is studied by X-ray photoelectron spectroscopy. Polarization vs. voltage loop shows that remnant polarization, P_r, is +12 μC/cm². Received: 26 November 1999 / Accepted: 26 November 1999 / Published online: 9 August 2000     

YBa2Cu3O7－δ/SrNb0.01Ti0.99O3 p-n结的制备及其特性

采用脉冲激光沉积技术，在n型SrNb001Ti099O3(SNTO)单晶基片上生长p型YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜，制备出YBCO/SNTO p n结.YBCO薄膜是高度c轴织构的超导薄膜，且具有良好的超导电性.YBCO/SNTO p n结具有较好的整流特性和很好的温度与磁场稳定性. 关键词： YBa2Cu3O7-δ SrNb001Ti099O3 p n结     

Sr2Bi4Ti5O18的压致结构相变

 使用4∶1的甲醇-乙醇混合液作传压介质，利用金刚石对顶砧装置（DAC），研究了层状铁电体Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈的在位高压拉曼光谱和压致结构相变（0～27 GPa）。发现在8.31 GPa，Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈经历了一次结构相交。在23.13 GPa以上，Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈似乎出现了压致非晶相交的先兆。并使用内模方法对Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈的内模进行了指认。     

Sol-gel法制备Er3+掺杂Yb2Ti2O7粉末上转换发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了8 mol%Er3+掺杂单一Yb2Ti2O7相粉末.976 nm半导体激光器激发Er3+掺杂Yb2Ti2O7粉末获得中心波长524、548 nm的绿色和660 nm的红色上转换发光,绿色和红色上转换发光强度(Igreen、Ired)随激光泵浦功率的增大而增强,且绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过...