La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0 0 0 ,0 10 ,0 2 5 ,0 5 0 ,0 75和 1 0 0 ,采用固相烧结工艺 ,制备了不同La掺杂量的SrBi4-xLaxTi4O1 5的陶瓷样品 .用x射线衍射对其微结构进行了分析 ,并测量了铁电、介电性能 .结果发现 ,La掺杂未改变SrBi4Ti4O1 5的晶体结构 .随掺杂量的增加 ,样品的矫顽场 (Ec)下降 ,剩余极化 ( 2Pr)先增大 ,后减小 .在x =0 2 5时 ,2Pr 达到极大值 ,为2 4 2 μC·cm- 2 ,这时Ec=60 8kV·cm- 1 ,与SrBi4Ti4O1 5相比 ,2Pr 增加了近 5 0 % ,而Ec 下降了近 2 5 % ,材料铁电性能显著提高 .SrBi4-xLaxTi4O1 5的相变温度Tc 随x的增加逐渐降低 ,x =0 2 5时 ,Tc=45 1℃ .在x =0 75 ,1 0 0时 ,样品出现弛豫铁电体的典型特征     

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.     

(Bi,La)4Ti3O12-Sr(Bi,La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量(x=0.00，0.25，0.50，0.75，1.00，1.25和1.50) 的(Bi, La)₄Ti₃O₁₂-Sr(Bi, La)₄Ti4O₁₅ (SrBi_8-xLa_xT i₇O₂₇)共生结构铁电陶瓷样品.用x射线衍射对其进行微结构分析 ，并测量铁 关键词： 4Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti_{4O15 La掺杂 铁电性能 居里温度 弛豫铁电}     

Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15,共生结构铁电材料拉曼光谱研究

在常温下，对La掺杂共生结构铁电陶瓷Bi_4-xLa_xTi_3O_12-SrBi_4-yLayTi_4O_15［BLT-SBLT(x+y),x+y= 0.00, 0.25,0.50,0.75,1.00,1.25,1.50］进行了拉曼光谱研究.结果表明，在掺杂量低于0.50时，La只取代类钙钛矿层中的Bi，当掺杂 量高于0.50后，部分La开始进入(Bi_2O_2)^2+层. La取代(Bi_2O_2)^2+层中的部分Bi以后，(Bi_2O_2)^2+层结构发生变化 ，原有的绝缘层和空间电荷库的作用减弱，导致材料剩余极化下降. La掺杂量增至1.50时，样品出现弛豫铁电性，这与30cm^-1以下模的软化相对应，说明La掺杂可引起材料 的结构相变. 关键词： Bi4-xLaxTi3O12-SrBi4Ti4O15 La掺杂 声子模 拉曼频移     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺,制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi4Ti4O15(SBTi)铁电陶瓷SrBi4-2x/3Ti4-xMoxO15(x=0.00,0.003,0.012,0.03,0.06,0.09).X射线衍射的结果表明,样品均为单一的层状钙钛矿结构相,Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现,样品晶粒为片状,随掺杂量的增加,晶粒逐渐变小.铁电测量表明,Mo掺杂使SBTi的铁电性能得到较大改善.随掺杂量x的增加,样品的剩余极化(2Pr)呈现出先增大,后减小的规律.在x=0.06时,2Pr达到最大值26.5 μC/cm2,与SrBi4TiO15(2Pr=12.2 μC/cm2)相比,提高117%.材料的矫顽场Ec在掺杂后增加仅为20%左右.SBTi的居里温度受掺杂的影响甚微,说明Mo对SrBi4Ti4O15的掺杂基本未影响材料原有的良好的热稳定性.     

Bi4-xLax Ti3O12-SrBi4-y Lay Ti4O15共生结构铁电材料拉曼光谱研究

在常温下 ,对La掺杂共生结构铁电陶瓷Bi4 -xLaxTi3O1 2 _SrBi4 -yLayTi4 O1 5[BLT_SBLT(x y) ,x y =0 0 0 ,0 2 5 ,0 5 0 ,0 75 ,1 0 0 ,1 2 5 ,1 5 0 ]进行了拉曼光谱研究 .结果表明 ,在掺杂量低于 0 5 0时 ,La只取代类钙钛矿层中的Bi,当掺杂量高于 0 5 0后 ,部分La开始进入 (Bi2 O2 ) 2 层 .La取代 (Bi2 O2 ) 2 层中的部分Bi以后 ,(Bi2 O2 ) 2 层结构发生变化 ,原有的绝缘层和空间电荷库的作用减弱 ,导致材料剩余极化下降 .La掺杂量增至 1 5 0时 ,样品出现弛豫铁电性 ,这与 30cm- 1 以下模的软化相对应 ,说明La掺杂可引起材料的结构相变     

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.     

(Bi0.5Na0.5)TiO3-Ba(Ti,Zr)O3 陶瓷的电性能研究

采用氧化固相法制备了(1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3-xBa(Ti0.95Zr0.05)O3(BNT-BZT)陶瓷,其中掺入量x的值分别为0,0.04,0.05,0.06,0.07.研究了BNT-BZT体系陶瓷的准同型相界以及陶瓷材料的微观结构和性能之间的关系,并探讨了陶瓷的介电性能和铁电等性能.通过探究Ba(Ti,Zr)O3(BZT)掺杂量对BNT 各性能的影响得出了当掺杂量x=0.05得到结构较为致密,介电,铁电性能较好的样本,对工业化研究和生产有重要的意义     

La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0.00，0.10，0.25，0.50，0.75和1.00，采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量的SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅的陶瓷样品. 用x射线衍射对其微结构进行了分析，并测量了铁电、介电性能.结果发现，La掺杂未改变SrBi₄Ti ₄O₁₅的晶体结构.随掺杂量的增加，样品的矫顽场(E_c)下降，剩余极化(2P_{关键词： 4-x}La_xTi₄O₁₅')" href="#">SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅ La掺杂 铁电性能 相变温度 弛豫铁电     

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.     

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.     

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.     

低温拉曼光谱研究钛酸铋尺寸驱动的相变

本文对粒径为25~75 nm的钛酸铋纳米晶在-190℃温度的低温拉曼光谱进行了研究,结果表明,在钛酸铋纳米晶中,除了存在已知的尺寸驱动的铁电正交-顺电四方的结构相变外,还存在尺寸驱动的细微的单斜-正交的结构相变。     

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.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺,在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu3Ti4O12陶瓷样品,考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型,高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下,样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高,不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化,但其中也存在着一些相同的特征.高温下,介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散,复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷.     

退火气压对Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的微观结构和铁电性能的影响

采用sol-gel法在Pt/TiO2/SiO2/p-Si(100)衬底上制备了Bi3.25La0 75Ti3O12(BLT)铁电薄膜,研究了在750 ℃时不同退火气压(Po2:10-4-3 atm)对薄膜微观结构和电学性能的影响.XRD和拉曼光谱结果表明在10-4和3 atm氧气压下退火的薄膜晶化度明显降低.同时,XRD结果反映出10-1atm氧气压下退火的薄膜具有a轴择优取向.FSEM截面形貌显示0.1 atm氧气压下退火的薄膜由与a轴取向相对应的柱状晶粒构成,1 atm氧气压下退火的薄膜为由随机取向相对应的斜杆状晶粒构成.薄膜的微观结构最终影响了其铁电性能.0.1 atm氧气压下退火的薄膜具有最大的剩余极化值(Pr=17.8 Μc/cm2和最小的矫顽场强(Ec=73.6 Kv/cm),以及良好的抗疲劳特性.     

Morphology and microstructure of all-epitaxial ferroelectric tri-layered (Bi,La)4Ti3O12/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/ (Bi,La)4Ti3O12 thin films on SrTiO3(011)

The morphology and microstructure of all-epitaxial (Bi,La)₄Ti₃O₁₂/Pb(Zr_0.4Ti_0.6)O₃/(Bi,La)₄Ti₃O₁₂ (BLT/PZT/BLT) tri-layered ferroelectric films, grown on (011)-oriented SrTiO₃ (STO) substrates by pulsed laser deposition, are investigated by transmission electron microscopy (TEM). X-ray diffraction and electron diffraction patterns demonstrate that the epitaxial relationship between BLT, PZT and STO can be described as ; . Cross-sectional TEM images show that the growth rate of BLT is nearly two times that for PZT at the same growth conditions, and 90° ferroelectric domain boundaries lying on {110} planes are observed in the PZT layer. The 90° ferroelectric domains in the PZT layer extend up to 600 nm in length. Long domains penetrate into the neighboring columnar grain through the columnar grain boundary, whereas others are nucleating at the columnar grain boundaries. The roughness of the PZT/BLT interfaces appears to depend on the viewing direction, i.e., it is different for different azimuthal directions. Planar TEM investigations show that the grains in the top BLT layer have a rod-like morphology, preferentially growing along the [110]_BLT direction. The grain width is rather constant at about 90 nm, whereas the length of the grains varies from 150 to 625 nm. These morphological details point to the important role the crystal anisotropy of BLT plays for the growth and structure of the tri-layered films. PACS 81.15-z; 68.37.Lp; 77.84.-s     

Investigation of inhomogeneous barrier height of Au/Bi4Ti3O12/n-Si structure through Gaussian distribution of barrier height

Au/Bi₄Ti₃O₁₂/n-Si structure is fabricated in order to investigate its current-voltage (I-V) characteristics in a temperature range of 300 K-400 K. Obtained I-V data are evaluated by thermionic emission (TE) theory. Zero-bias barrier height (Φ_B0) and ideality factor (n) calculated from I-V characteristics, are found to be temperature-dependent such that Φ_B0 increases with temperature increasing, whereas n decreases. Obtained temperature dependence of Φ_B0 and linearity in Φ_B0 versus n plot, together with lower barrier height and Richardson constant values obtained from Richardson plot, indicate that the barrier height of the structure is inhomogeneous in nature. Therefore, I-V characteristics are explained on the basis of Gaussian distribution of barrier height.