Fe-Ni-BaTiO3复合材料的介电行为及其机理研究

利用金属铁、镍(Fe与Ni保持mol比为22:78不变)与钛酸钡复合,在保护气氛下成功烧结制备了高介电常数Fe-Ni-BaTiO3复合陶瓷材料,并研究了该复合材料的电导和介电性能及其物理机理.分析结果表明,由于渗流效应,随着陶瓷中金属含量的增加,材料经历了绝缘体-导体突变.同时,在渗流阈值附近,材料的介电常数有了极大的提高.当金属体积含量为0.23时,即在绝缘体向导体转变的渗流阈值附近,复合材料的介电常数达到了22000,为同条件下制备的纯钛酸钡陶瓷体介电常数的12倍,同时材料的介电损耗仍保持为较低值.材料具有明显的Maxwell-Wagner效应特征,这表明传导机理对材料的介电常数的提高起到了很重要的作用.分析了传导机理对介电的影响.     

SrTiO3金属-绝缘体-半导体结构的介电与界面特性

采用金属有机分解法在p型Si衬底上制备了SrTiO3（STO）薄膜.研究了STO薄膜金属 绝缘体 半导体(MIS)结构的介电和界面特性.结果表明，STO薄膜显示出优异的介电性能，在10kHz处的介电常数约为105，损耗低于001，这来源于多晶结构和良好的结晶性；MIS结构中的固定电荷密度Nf和界面态密度Dit分别约为15×1012cm-2和(14—35)×1012cm-2eV-1，这主要与Si/STO界面处形成的低介电常数界面层有关. 关键词： SrTiO3薄膜 MIS结构 介电性能 Si/STO界面     

Na0.25K0.25Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的介电特性研究

用固相反应法制备了Na_0.25K_0.25Bi_0.5TiO₃ (NKBT50)陶瓷，研究了该陶瓷在室温至400℃温度范围内的介电性能.发现该陶瓷的介电温谱与烧结气氛、极化状态有关.在空气中烧结的未极化样品在70℃附近存在介电和损耗峰，而极化后及在氧气氛中烧结的样品并不存在该介电、损耗峰.分析认为70℃的介电和损耗峰与氧空位形成的缺陷偶极子的极化弛豫有关.热激电流显示，陶瓷的去极化温度为225℃，与此相对应的介电、损耗峰也 关键词： 介电性能 氧空位 极化弛豫 钛酸铋钠钾     

(K0.45Na0.55)NbO3无铅压电晶体的生长形态与介电性能研究

采用高温熔融法制备出了尺寸达5 mm×3 mm×1 mm的(K_0.45Na_0.55)NbO₃(KNN)无铅铁电晶体. XRD测试结果表明KNN晶体结构为纯的钙钛矿正交相结构,晶体的显露面为〈001〉结晶面. SEM显微结构分析表明晶体沿[001]方向呈现层状生长台阶,采用负离子配位多面体生长基元模型解释了晶体层状台阶的生长机理. 研究了晶体样品在室温至500 ℃温度范围内的介电性能,两个介电异常峰出现在240和405 ℃,分别对应正交铁电-四方铁电以及四方铁电-立方顺电相相变温度. 采用修正后的居里外斯定律研究了KNN晶体的介电弛豫特性,结果表明KNN晶体的介电弛豫特性接近于普通铁电体特征. 关键词： 0.45Na_0.55)NbO₃晶体')" href="#">(K_0.45Na_0.55)NbO₃晶体 无铅 晶体结构 介电性能     

直流老化对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

在电场为3.5 kV/cm的条件下, 对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷进行了60 h的直流老化, 研究了老化过程对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷介电性能和电气特性的影响. J-E特性测试结果表明, 直流老化导致CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷击穿场强、非线性系数和势垒高度明显降低. 介电性能测试结果表明, 低频介电常数和介电损耗明显增大, 并且介电损耗随频率的变化遵从Debye弛豫理论, 可分解为直流电导损耗和弛豫损耗, 直流老化主要导致了电导损耗的增加. 在低温233 K, 介电损耗谱中出现两个弛豫峰, 其活化能分别为0.10, 0.50 eV, 认为对应着晶粒和畴界的弛豫过程, 且不随直流老化而变化. 通过电模量谱对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的弛豫过程进行了表征, 发现直流老化导致的界面空间电荷在外施交变电场的作用下符合Maxwell-Wagner极化效应, 并在低频区形成新的弛豫峰. 在高温323-473 K的阻抗谱中, 晶界弛豫峰在直流老化后明显向高频移动, 其对应的活化能从1.23 eV 下降到0.72 eV, 晶界阻抗值下降了约两个数量级. 最后, 建立了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的阻容电路模型, 分析了介电弛豫过程与电性能之间的关联.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的介电特性与弛豫机理

本文采用Novocontrol宽频介电谱仪在-100 ℃–100 ℃温 度范围内、0.1 Hz–10 MHz频率范围内测量了表面层打磨前 后CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电特性, 分析了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的介电弛豫机理. 首先, 基于对宏观“壳-心”结构的定量分析, 排除了巨介电常数起源于表面层效应的可能性; 其次, 基于经典Maxwell-Wagner夹层极化及其活化能物理本质的分析, 排除了巨介电常数起源于经典Maxwell-Wagner极化的可能性; 最后, 依据晶界Schottky势垒与本征点缺陷的本质联系, 提出了巨介电常数起源于Schottky势垒边界陷阱电子弛豫的新机理. 陷阱电子弛豫机理反映了CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷本征点缺陷、 电导、介电常数之间的本质关系. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 介电弛豫 Schottky势垒 点缺陷     

异质界面对Ca(Mg1/3Nb2/3)O3/CaTiO3叠层薄膜结构和介电性能的影响

采用异质叠层方式制备出一定厚度的Ca(Mg_1/3Nb_2/3)O₃/CaTiO₃(CMN/CT)叠层薄膜,研究了异质界面对薄膜结构、微观形貌及介电性能的影响及其规律.根据实验测试结果,提出CMN/CT叠层薄膜的模拟等效电路,建立介电常数和介电损耗的理论计算公式.结果表明:CMN/CT异质叠层薄膜具有完全正交钙钛矿结构,结构致密,厚度均匀,薄膜中存在独立的CMN和CT相.异质界面处存在过渡层,随着薄膜中异质界面个数增加,介电常数增大,介电损耗减小.减小界面过渡层的厚度,有利于提高CMN/CT叠层薄膜的介电性能.     

脉冲形成线用CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电性能

设计了一种脉冲形成线用新型CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷体系,采用传统固相法通过优化组分和制备工艺,调控材料的微结构,获得了介电性能优异的介质陶瓷。其介电常数在15~35之间可调,介电损耗小于0.002,频率稳定性好。在厚度为1 mm时,介电强度高达50 kV/mm。研究了厚度对CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电强度的影响规律,当厚度从1 mm减小到0.1 mm时,介电强度呈非线性增大,从50 kV/mm（1 mm厚样品）提高到92 kV/mm（0.1 mm厚样品）,可见,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的电击穿与其机械损坏具有相似性。结合CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的化学组分和微观结构,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷优越的电击穿特性可以用弱点击穿理论解释。     

脉冲形成线用CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电性能

设计了一种脉冲形成线用新型CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷体系,采用传统固相法通过优化组分和制备工艺,调控材料的微结构,获得了介电性能优异的介质陶瓷。其介电常数在15~35之间可调,介电损耗小于0.002,频率稳定性好。在厚度为1 mm时,介电强度高达50 kV/mm。研究了厚度对CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电强度的影响规律,当厚度从1 mm减小到0.1 mm时,介电强度呈非线性增大,从50 kV/mm（1 mm厚样品）提高到92 kV/mm（0.1 mm厚样品）,可见,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的电击穿与其机械损坏具有相似性。结合CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的化学组分和微观结构,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷优越的电击穿特性可以用弱点击穿理论解释。     

利用普适介电理论对银/氧化锌复合材料介电性能的研究

研究了银/氧化锌复合材料的介电特性,发现其在低频下的频率特性表现出很强的弥散现象,直流电导相对真交流电导也不可忽略.利用普适介电理论,对于频率范围为10^-1—10⁷ Hz, 温度范围为173—473 K的实验结果进行了分析.通过对电导率的标准化处理发现,不同银含量的样品其介电损耗机理相同,均属深能级的电子跳跃.试样的电位梯度E_1mA随银含量的变化可以通过α_lf随银含量的变化关系来反映.实验结 关键词： 普适介电理论 介电特性 氧化锌     

Al2O3-Y2O3-ZrO2三相复合陶瓷的介电谱研究

采用传统的固相反应法,在1400–1500 ℃下烧结,制备得到Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相复合陶瓷.样品的结构、形貌和电性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及介电谱表征.XRD表明此三相复合体系无其他杂相,加入Y₂O₃及ZrO₂后使得Al₂O₃成瓷温度降低;SEM表明此体系晶粒直径为200–500 nm,并且样品随烧结温度的升高而变得更加致密,晶界更加清晰;介电损耗谱中出现峰值弛豫现象,根据Cole-Cole复阻抗谱得出其为非德拜弛豫. 关键词： 2O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷')" href="#">Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷 介电弛豫 阻抗谱 热导率     

Optical properties of carbon nanotubes and BaTiO3 composite thin films

Multiwalled carbon nanotubes and BaTiO₃ composite films have been prepared by pulsed-laser deposition technique at room temperature and high temperature of 600℃, separately. The structures of the composite films are investigated by using scanning electron microscopy and x-ray diffraction. The optical behaviours of the samples produced at different temperatures are compared with Raman spectroscopy, and UV-visible absorption. And the observation by Z-scan technique reveals that the composite films have a larger optical nonlinearity, and the samples prepared at high temperatures have better transmittance and opposite sign imaginary part of optical third-order nonlinearity.     

溶胶-凝胶法制备MgO/(Ba0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜及其介电和漏电特性研究

采用改进的溶胶-凝胶方法在LaNiO₃/Si(100)衬底上制备了MgO/(Ba_{0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜.实验结果表明，MgO层的引入改变了(Ba0.8}Sr_0.2)TiO₃的介电特性和漏电流行为，使薄膜的漏电 流降低了3个数量级，但介电常数也有相应降低.漏电流的显著降低是由MgO子层的高阻特性 以及微量Mg向(Ba_0.8关键词： 0.8Sr_0.2)TiO₃多层薄膜')" href="#">MgO/(Ba_0.8Sr_0.2)TiO₃多层薄膜 漏电流 介电常 数     

Dielectric properties and temperature stability of BaTiO3 co-doped La2O3 and Tm2O3

The influence of La₂O₃ and Tm₂O₃ co-doping on the dielectric properties and the temperature stability of BaTiO₃ was investigated. BaTiO₃ ceramics were prepared with the compositional formula of (Ba_1−xLa_x)(Ti_1-x/4−yTm_y)O₃. La₂O₃ and Tm₂O₃ co-doping in BaTiO₃ mainly had effects on an increase in the dielectric constant and the temperature stability, respectively. The increase of La₂O₃ concentration and the decrease of Tm₂O₃ concentration in BaTiO₃ resulted in a decrease of lattice parameter and tetragonality because La³⁺ ion substituting for Ba site is smaller than Ba²⁺ ion and Tm³⁺ ion substituting for Ti site is larger than Ti⁴⁺ ion. With the increase of La₂O₃ and the decrease of Tm₂O₃, the dielectric constant of BaTiO₃ was enhanced in spite of the reduction of tetragonality. P-E hysteresis measurements revealed that this phenomenon was based on the improvement of remanent polarization with the increase of La₂O₃ concentration. The introduction of excess Tm₂O₃ in BaTiO₃ suppressed the grain growth and BaTiO₃ ceramics showed higher temperature stability due to the stable tetragonal structure and the small grain size with the increase of Tm₂O₃ concentration.     

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. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 电学性质     

Magnetic properties and magnetocaloric effects in Tb6Co1.67Si3 compound

Magnetic properties and magnetocaloric effects of Tb₆Co_1.67Si₃ have been investigated by magnetization measurement. This compound is of a hexagonal Ce$_{6}$Ni$_{2}$Si$_{3}$-type structure with a saturation magnetization of 187\,emu/g at 5\,K and a reversible second-order magnetic transition at Curie temperature $T_{\rm C} = 186$\,K. A magnetic entropy change $\Delta S = 7$\,J\,$\cdot$\,kg$^{-1}$\,$\cdot$\,K$^{-1}$ is observed for a magnetic field change from 0 to 5\,T. A large value of refrigerant capacity (RC) is found to be 330\,J/kg for fields ranging from 0 to 5\,T. The large RC, the reversible magnetization around $T_{\rm C}$ and the easy fabrication make the Tb₆Co_1.67Si₃ compound a suitable candidate for magnetic refrigerants in a corresponding temperature range.     

Y掺杂Al2O3高k栅介质薄膜的制备及性能研究

利用射频反应共溅射方法制备了Y掺杂Al₂O₃电介质薄膜，用掠入射x射线衍射检测了薄膜的结构，用高分辨率扫描电子显微镜(HRSEM)、原子力显微镜(AFM)观察了薄膜断面和表面形貌，用高频C-V和变频C-V及J-V测量了样品的电学特性. 结果表明，Y的掺入使电介质薄膜的介电常数k有了很大提高(8.14—11.8)，并体现出了较好的介电特性. 分析认为：与氧具有较大电负性差的Y离子的加入，增大了薄膜中的金属—氧键(M—O)的强度；同时，Y的加入使Al₂O₃的结构和原子配位发生了改变，从而提高了离子极化对薄膜介电常数的贡献. 退火前后的XRD谱均显示薄膜为非晶态；HRSEM断面和AFM形貌像显示所制备的薄膜非常平整，能够满足器件要求. 关键词： 高k栅介质 掺杂氧化铝 射频反应溅射     

Er3+掺杂SiO2复合的Al2O3粉末结构及光致发光特性

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备0.1 mol% Er³⁺掺杂Al₂O₃体系和SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末. 实验结果表明：5 mol%的SiO₂复合加入Al₂O₃抑制γ→θ和θ→α相转变. 掺0.1 mol%Er³⁺:Al₂O₃体系粉末，900℃烧结，在1.47—1.63μm波段内光致发光(PL)谱为中心波长1.53 μm、半高宽56 nm的单一宽峰，1000—1200℃烧结，劈裂为多峰PL谱. 掺0.1 mol%Er³⁺:SiO₂-Al₂O₃复合体系粉末，在高达1200℃烧结，仍保持中心波长1.53 μm的单一宽峰PL谱，由于—OH更完全的脱除，PL强度较900℃烧结Al₂O₃体系，SiO₂-Al₂O₃复合体系均提高1个数量级. 关键词： 2-Al₂O₃复合体系')" href="#">SiO₂-Al₂O₃复合体系 掺铒 溶胶-凝胶工艺 光致发光     

由BaTiO3晶体结构相变时的介电特性研究其电场作用下的偶极子偏转路径

在不同频率和偏置电场下测量了BaTiO₃晶体从三方相到正交相再到四方相相变过程中的介电温谱.基于BaTiO₃晶体在电场作用下的偶极子偏转假设和介电特性实验结果,提出BaTiO₃各结构相在电场作用下的偶极子偏转路径可以由其相邻相的介电常数随温度的变化特性表现出来.推断出各结构相的偶极子偏转路径,以及偏置电场对偶极子偏转路径的影响. 关键词： 3晶体')" href="#">BaTiO₃晶体 介电特性 结构相变 偶极子偏转路径