BSTO/RO铁电移相材料的介电性能及应用探讨

采用固相反应法制备了不同组分钛酸锶钡/轻金属或稀土氧化物(BSTO/RO)铁电移相材料。研究了该系材料的介电性能。结果表明:对于Ba0.6Sr0.4TiO3/质量分数为60%RO材料,1MHz下,εr为119,tanδ为0.001;3.37GHz下,εr为110,tanδ为0.004。3×103V/mm偏置场强下,介电调谐率η为12.8%。材料的介电性能基本上达到了相控阵移相器的使用要求。     

用正交法优化BST/MTO铁电移相器材料性能

利用正交试验方法研究了Bi2O3、MnCO3、SnO2等添加剂对钛酸锶钡/钛酸镁(BST/MTO)复合铁电移相器材料介电常数r、介质损耗tg以及调谐性T等性能的影响,并对影响机理作了初步探讨。实验结果表明选择合适种类与数量的添加剂能有效提高铁电移相器材料的性能。通过正交试验获得综合性能优异的移相器材料性能:r=315,tg=0.002 8,T=14.27%。     

射频磁控溅射制备钛酸锶钡薄膜的研究进展

综述了射频磁控溅射制备钛酸锶钡(BST)薄膜的国内外研究动态,详细阐述了溅射工艺参数(电极、溅射气压、氧分压、温度)对BST薄膜微结构和电性能的影响,提出了射频磁控溅射制备BST薄膜中亟待解决的问题。     

原料配方对移相器用BST陶瓷材料性能的影响

为了使钛酸锶钡(BST)铁电陶瓷应用于移相器,研究了原料配方和合成方法对钛酸锶钡(BST)铁电陶瓷的结构与性能的影响。以钛酸盐、碳酸盐和二氧化钛为原料进行组合,并掺杂改性物质,制备BST陶瓷,用XRD、SEM检测其晶相及显微结构,用闭腔法测量其微波介电性能。结果表明,不同原料或合成方法形成的BST陶瓷的晶相组成均相同,其中以钛酸钡、钛酸锶合成BST陶瓷的微波介电性能最佳。添加质量分数60%MgO和少量La2O3的(Ba0.6Sr0.4)TiO3的介电性能为:εr=96.6,Q·f=1 155 GHz,T=9.5%(2×103 V/mm),τf=2.5×10–3/℃,满足移相器对BST材料的要求。用该组成设计了3节阻抗匹配的360°铁电体移相器,8~12 GHz范围内,插入损耗小于3 dB,电压驻波比小于1.5。     

钛酸锶钡(BST)薄膜的制备与应用研究进展

介绍了钛酸锶钡(BST)薄膜的四种制备方法(脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶–凝胶、金属有机化学气相沉积)及BST薄膜在介质移相器、动态随机存储器、热释电红外探测器、H2探测器中的应用等方面的研究进展。提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等。     

基于铁电薄膜材料的反射式移相器设计

本文提出了一种基于正交耦合器和BST可调电容器的反射式移相器的设计.BST材料的介电常数随偏置电压所提供的不同的静电场而发生变化.因此,通过控制外部电压,可以连续地获得有效的变化介电常数和移相器的反射相位.利用PLD技术实现了0.3μm厚的BST薄膜,并采用微加工和氧化铝衬底组成的可调谐电容来测试其微波性能.通过将耦合...     

X 波段铁电薄膜移相器设计

本文基于传输线周期性加载可变电容理论,设计了一种X 波段的铁电薄膜移相器。测试结果表明,随着偏压的增加,移相度增大、插损减小。在32 伏的直流偏压下,X 波段最大移相度为140°,最大插损为10dB,回波损耗优于-10dB。     

钛酸锶钡(BST)铁电移相器材料的研究现状

钛酸锶钡(BST)材料被普遍认为是最有前途的铁电移相器材料。BST作为铁电移相器材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。综述了国内外研究人员在BST体材、厚膜以及薄膜方面所做的工作及获得的一些成果。     

Sol-Gel法制备BST铁电薄膜及其性能分析

用Sol-Gel法制备出表面致密,界面清晰的BST铁电薄膜。分析了BST薄膜的J-V特性,由于使用了不同的上下电极,导致J-V曲线的不对称,且在外延生长的Pt电极上制备的BST薄膜有较低的漏电流。分别在大气和干燥气氛下测量了BST薄膜的介电特性,分析结果表明:湿度对BST薄膜的介电特性有很大的影响,为了得到正确的介电特性,其测量必须在真空或干燥气氛下进行。     

BST铁电薄膜的制备及介电性能研究

通过射频磁控溅射法,采用高温溅射、低温溅射高温退火两种不同的工艺制备了钛酸锶钡(BST)薄膜。分析两种不同的工艺对BST薄膜的结构、微观形貌及介电性能的影响。采用X线衍射(XRD)分析了样品的微观结构。采用扫描电镜(SEM)和台阶仪分别测试了样品的微观形貌和表面轮廓。通过能谱分析(EDS)得到了薄膜均一性的情况。最后通过电容-电压(C-V)曲线测试得到BST薄膜的介电常数偏压特性。结果表明,与低温溅射高温退火工艺制备的BST薄膜相比,高温溅射制备的BST薄膜结晶度好,致密性高,表面光滑,薄膜成分分布较均一。因此,采用高温溅射得到的BST薄膜性能较好。在频率300 kHz时,采用高温溅射制备的BST薄膜介电常数为127.5～82.0,可调谐率为23.86%～27.9%。     

BST铁电薄膜压控微波器件

作为一种典型的钙钛矿结构铁电体,BST具有极强的非线性介电性质,其介电常数随外加直流偏压变化,同时BST薄膜易于与微带共面波导等电路集成,能有效减小电路体积,因此可广泛应用于压控变容器、滤波器、移相器、振荡器等微波器件中。该类器件调谐速度极快,损耗低,工作频带宽,功率承载能力强,可调性好。介绍了BST薄膜的非线性介电性质与其在微波应用中的国外研究现状。     

梯度多层BST薄膜介电性能研究

成分梯度多层钛酸锶钡薄膜具有较好的综合介电性能,包括适中的介电常数、高的介电调谐率、低的介质损耗及低的介电温度系数等,日益成为微波调制器件如移相器、滤波器、谐振器等的重要候选薄膜材料。就国内外近年来取得的重要成果进行了综述,对今后成分梯度多层BST薄膜的研究前景及方向进行了展望。     

BST溶胶及其纳米晶铁电薄膜特性研究

考察了在溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺中化学添加剂对钛酸锶钡(BST)溶胶的粒度分布的影响。通过对化学添加剂的优选,制备出具有优异电性能的BST薄膜。X-射线衍射(XRD)表明在Pt/Cr/SiO2/Si衬底上制备的BST薄膜具有完整的钙钛矿结构,AFM表面形貌显示BST薄膜表面致密、平整、无裂纹,平均晶粒尺寸约50 nm。漏电流测试表明BST薄膜在0~9 V的外加偏压下始终保持着较低的漏电流,在外加偏压为8.8 V时,漏电流密度为2.9×10-6A/cm2。     

溶胶-凝胶法制备掺镧钛酸铅铁电薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了La掺杂的PbTiO3铁电薄膜(PLT)，X-射线衍射测量表明PLT薄膜呈高度(100)择优取向，原子力显微镜和扫描电子显微镜测量表明制备的PLT薄膜的表面平整、结构致密。RT66A测量表明PLT薄膜有优良的铁电特性，500kV／cm的外加电场下，剩余极化为10．6μC／cm^2，矫顽电场为55kV／cm。用HP4194A分析了薄膜的介电特性。100kHz时的介电常数为652。     

Ni掺杂对钛酸锶钡铁电薄膜性能的影响

在醋酸水溶液体系中采用溶胶-凝胶法在Pt／Ti／SiO2／Si（100）衬底上制备了未掺杂和掺Ni的钛酸锶钡（BST）薄膜，研究了Ni的加入对BST薄膜的结构和电学性能的影响。试验结果表明，随着Ni加入量的增加，BST薄膜的晶粒尺寸减小，介电常数减小，介电损耗降低；当Ni的加入量在10％（摩尔分数）时，薄膜的介电常数、介电损耗、可调性和FOM分别为230．25、0．015、30．8％、20．53。研究结果表明，适量掺Ni的钛酸锶钡薄膜能满足可调微波器件的要求。     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

BST薄膜的Sol-Gel法制备及其电学性能的研究

应用溶胶-凝胶（Sol-Gel)工艺制备了组分为r（Ba:Sr)=0.65:0.35的BST薄膜，研究了BST薄膜的显微结构、介电特性和漏电流特性，实验结果表明：BST薄膜经650℃热处理后，巳形成完整的立方钙钛矿结构，薄膜经900℃热处理后，其表面光滑、致密、无裂纹、无针孔，圆球形的小颗粒均匀分布。当偏置电压为0时，BST薄膜的介电常数和损耗因子分别为542和0.035。漏电流特性分析结果表明：采用RuO2作为底电极，在1.5V的偏压下BST薄膜的漏电流密度为0.52μA/Cm^2，该值比Pt/RuO2混合底电极上制备的BST薄膜的漏电流密度（72nA/cm^2)大1个数量级，因此，Pt/RuO2混合底电极既克服了RuO2底电极漏电流大的缺点，又解决了Pt底电极难以刻蚀的困难，是制备大规模动态随机存取存储器的电容器列阵的最低底电极材料。     

BST薄膜的残余应力分析

采用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了钛酸锶钡(BST)薄膜,利用气氛炉对薄膜进行晶化处理,晶化后薄膜的应力采用XRD表征。研究其残余应力随晶化温度变化的趋势。结果表明:在550,650,700℃晶化后的BST薄膜宏观残余应力表现为压应力,且随着晶化温度的升高,呈线性变大。