高取向PZT厚膜的0-3复合法制备

采用 0 3复合法 ,在Pt/Ti/SiO2 /Si衬底上成功制备了单层厚度 0 .9μm ,总厚度 10 μm ,并且无裂纹的Pb(Zr0 .53,Ti0 .4 7)O3铁电薄膜。溶液中粉体的存在减小了加热时的体积收缩 ,降低了制备过程中膜内部产生的应力 ,从而使得单层厚度可达 0 .9μm ,防止了薄膜开裂。X射线衍射分析表明薄膜为单一钙钛矿相结构且结晶状态良好 ,采用已烧结的粉末时 ,薄膜呈〈110〉取向 ;扫描电子显微镜分析表明 ,薄膜表面无裂纹 ;介电性能测试结果显示 ,其相对介电常数可高达 115 0。为了研究粉末的状态和薄膜取向之间的关系 ,将未经烧结的未结晶的PZT粉末加入前驱溶液中 ,在相同的制备条件下 ,可得沿〈10 0〉晶向强烈取向的PZT薄膜     

高取向PZT厚膜的0-3复合法制备

采用0-3复合法,在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了单层厚度0.9μm,总厚度10μm,并且无裂纹的Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3铁电薄膜.溶液中粉体的存在减小了加热时的体积收缩,降低了制备过程中膜内部产生的应力,从而使得单层厚度可达0.9μm,防止了薄膜开裂.X射线衍射分析表明薄膜为单一钙钛矿相结构且结晶状态良好,采用已烧结的粉末时,薄膜呈〈110〉取向;扫描电子显微镜分析表明,薄膜表面无裂纹;介电性能测试结果显示,其相对介电常数可高达1150.为了研究粉末的状态和薄膜取向之间的关系,将未经烧结的未结晶的PZT粉末加入前驱溶液中,在相同的制备条件下,可得沿〈100〉晶向强烈取向的PZT薄膜.     

多步退火对(Pb,La)(Zr,Ti)O_3反铁电厚膜的影响

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了单步和多步退火工艺对反铁电厚膜结构及电学性能的影响。结果表明:与传统的单步退火方式相比,多步退火工艺制备的反铁电厚膜材料晶粒尺寸较大,结构致密性好,室温下反铁电态更稳定,具有良好的择优取向度(100)、较高的介电常数(达529)和饱和极化强度(达42μC/cm2)。其反铁电-铁电和铁电-反铁电的相变电场强度分别为198和89 kV/cm,反铁电-铁电相变电流密度达2×10-5 A/cm2,多次退火工艺可提高反铁电厚膜的成膜质量。     

(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜的制备

采用稀有金属镱元素对钛酸铋进行掺杂,以期获得性能较好的(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜.采用溶胶-凝胶旋涂法在p型Si(100)基底上成功地沉积出(Bi34,Yb06)Ti3O12[BYT]铁电薄膜.用X射线衍射法对其结构及其成份进行了表征,用铁电分析仪(RT66A)测试了其铁电性.并就影响BYT薄膜铁电性能的因素进行了分析.     

硅基(Pb,La)(Zr,Ti)O_3反铁电厚膜的制备及介电性能

采用溶胶–凝胶工艺制备了具有高度(100)择优取向的(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜(厚约2.2μm)。研究了该反铁电厚膜在不同温度下的电场诱导相变效应和不同电场强度下的温度诱导相变效应。结果表明:(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜在室温下处于反铁电态;随着温度升高,厚膜的相变开关电场强度逐渐降低,反铁电态越来越不稳定,当温度高于132℃且电场强度为0 kV/cm时,厚膜处于顺电态;随着外加电场强度的增大,厚膜的AFE(反铁电态)-FE(铁电态)相变温度向低温方向漂移,当电场强度大于164 kV/cm时,厚膜在室温下已处于铁电态。     

(1-x)Bi4Ti3O12-xBaTiO3高Tc压电陶瓷的结构与性能研究

采用固相合成法制备了(1-x)Bi4Ti3O12-xBaTiO3(BIT-BT)压电陶瓷材料,研究了BaTiO3含量对BIT-BT陶瓷显微组织结构及电性能的影响规律.结果表明,BIT-BT陶瓷主要由BiTi3O12和BaTiO3两相组成,当0.1≤x(BT)≤0.7时,材料中出现BaBi4Ti4O15相.随着BT摩尔分数的增加,居里温度Tc逐渐降低,介电常数εr逐渐增大,介电损耗tanδ和压电常数d33先增大后减小.当材料组分为0.6BIT-0.4BT时性能达到最佳,其Tc=455℃、εr=147、tan δ=0.011、d33=20 pC/N.     

(1–x)BiFeO3-xBaTiO3陶瓷的结构与电学性能研究

采用固相反应法制备了(1–x)BiFeO3-xBaTiO3多晶陶瓷样品,研究了 BaTiO3添加对 BiFeO3陶瓷结构、电学性能的影响。结果表明:当 x 由 0 增加到 0.4 时,样品的相结构由三方钙钛矿结构逐渐转变为立方结构,杂相有效消除;漏电流密度从 1.1×10–5A·cm–2下降至 1.1×10–7A·cm–2,相对介电常数提高了 2.6 倍,剩余极化强度增加了近 20 倍。     

烧结温度对Zn-Nb共掺Ba(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷微结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Zn、Nb共掺杂Ba(Zr0.1Ti0.9)O3陶瓷,通过 XRD、SEM 等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结温度对陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明：样品为单一的四方相钙钛矿结构,随着烧结温度的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数（γ）先增加后减小。当陶瓷的烧结温度为1 280 ℃时,陶瓷的平均晶粒尺寸约为3 ?m、密度（6.034 6 g/cm3）与γ（1.909 2）达到最大值,室温相对介电常数（εr）和介电损耗（tanδ）分别为14 849和0.37%。     

(1–x)BiFeO3-xBaTiO3陶瓷的结构与电学性能研究

采用固相反应法制备了(1–x)BiFeO3-xBaTiO3多晶陶瓷样品,研究了BaTiO3添加对BiFeO3陶瓷结构、电学性能的影响。结果表明:当x由0增加到0.4时,样品的相结构由三方钙钛矿结构逐渐转变为立方结构,杂相有效消除;漏电流密度从1.1×10–5A.cm–2下降至1.1×10–7A.cm–2,相对介电常数提高了2.6倍,剩余极化强度增加了近20倍。     

Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)系微波介电陶瓷的研究

研究了Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x=0～1)陶瓷微波性能,并对其微观机理和晶体结构进行分析.随Bi_2O_3含量的增加,系统介电常数(ε)迅速增大,品质因数与频率的乘积(Q·f)逐渐减小.掺入Bi_2O_3后,系统中出现具有高ε的Bi_4Ti_3O_(12)晶相,并形成了类填满型钨青铜结构,阳离子极化增强,因此ε随Bi_2O_3含量的增加而增大.实验表明,当y=0.25～0.3时,Ba_(6-3x)(Nd_(1-y)Bi_y)_(8+2x)Ti_(18)O_(54)(x =0～1) 陶瓷具有优良的微波介电性能,其主要工艺条件和性能参数为烧结温度1 200 ℃保温4 h,ε≈102～107,Q·f≈20 000～22 000 GHz(1 GHz测量), 容量温度系数|αc|<10×10~(-6)/℃.     

PZT铁电厚膜声纳换能器阵列的研制

对8×8元阵列锆钛酸铅(PZT)厚膜声纳换能器芯片进行了设计,对PZT铁电厚膜的微图形的刻蚀工艺及其反应机理进行了深入的研究。最后成功地刻蚀出8×8元声纳换能器图形,为进一步研制PZT厚膜声纳换能器打下了良好的基础。     

激光微细熔覆快速制造厚膜热敏传感器的研究

采用激光微细熔覆技术，利用钌系厚膜热敏电阻浆料，在质量分数为96％的Al2O3陶瓷基板上成功地制作出热敏电阻器。热敏电阻图形的极限线宽线距能达到60 μm。元件的电阻温度特性(TCR)值为2.33×10-3 /℃，热响应时间2.3 s,线性度达到0.6 ℃，有着良好的重复性、热稳定性和迟滞性。通过实验得出了激光处理工艺中参数对元件性能的影响规律。对所制作热敏电阻元件的各项电性能进行测量，并与传统工艺制作的元件进行了比较，测试结果证实新工艺制作的元件具有相对优良的特性，有较强的实用前景。     

流延法制备钛酸锶钡厚膜

采用流延法在有凹槽的硅片上制备出钛酸锶钡((Ba,Sr)TiO3)厚膜材料。为了提高薄膜的致密性和降低烧结温度,采用溶胶沉淀法制备BST纳米粉末,并结合水热处理进一步提高其结晶性,降低颗粒中有机物的吸附量。所得BST厚膜烧结温度约为1 200℃。经1 000℃、5 h热处理后,BST厚膜厚约30μm,表面平整,且较致密。介温谱表明其相变温度约为30℃,介电损耗约为0.02,与薄膜材料相比,其介温变化率有较大的提高。     

铁电微电容的制作工艺

研究了铁电电容的制作工艺，摸索了Ｐ（Ｌ）ＺＴ铁电薄膜及上、下电极材料的微细图形加工工艺条件，总结出切实可行的工艺流程及相应的工艺条件。     

（Pb,La）TiO3铁电薄膜的制备及热释电性能研究

讨论了ＰＬＴ１５铁电薄膜的溶胶－凝胶制备技术,及ＰＬＴ薄膜的结构和电性能研究。结果表明,在Ｓｉ基片上成功地生长出钙钛矿型结构多晶铁电薄膜,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ上外延生长出（１１１）ＰＬＴ１５铁电薄膜。溶胶－凝胶制备的ＰＬＴ１５铁电薄膜具有优良的热释电性能,其热释电系数ｐ为５．２５×１０－８Ｃｃｍ－２Ｋ－１,电压响应率优值ＦＶ达到０．７８×１０－１０Ｃｃｍ／Ｊ,探测率优值Ｆｍ为１．１３×１０－８Ｃｃｍ／Ｊ,适于制备热释电红外探测器     

Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。     

压电和铁电薄膜及其应用的发展趋势

本文讨论了压电和铁电薄膜材料及其在固体器件中应用的发展趋势。薄膜生长技术的进展,为压电和铁电薄膜集成固体器件在各个领域的应用开辟了广阔的前景。ZnO和AIN薄膜将广泛地用于SAW和BAW器件。特别是成功地制作了薄膜体声波谐振器和高次谐波体波谐振器。以PbTiO_3为基的PZT和PLZT固溶体外延薄膜将应用于热电探测器和SAW器件。在实现了对多层薄膜的界面结构及其特性的成功控制之后,铁电薄膜将在铁电存储和集成光学领域发挥重要作用。     

流延硅基PZT厚膜工艺研究

研究了基于流延技术制备硅基锆钛酸铅（PZT）厚膜的工艺。考虑衬底特性对厚膜品质的影响,在不同的种子层上分别制备了PZT厚膜,测试工艺结果,证实了种子层的作用。分析了高温烧结时间对流延PZT厚膜品质的影响,确定了最优高温烧结时间。文章提出的硅基PZT厚膜工艺可用于制备射频天线的介质基片。     

YMnO_3薄膜的铁电性能及其应用

对金属 -铁电体 -半导体场效应晶体管器件而言 ,具有六方晶系结构的稀土锰酸盐 ( Re Mn O3)是性能优良的薄膜材料 ,它们的介电常数低 ,仅仅只有单一的极化轴 ,没有挥发性的元素 Pb、Bi等。本文作者对 Re Mn O3材料的结构特征、制备方法及其铁电性能等进行了介绍 ,并指出存在的困难及其发展方向。