基于压电力显微镜的铌酸锂电畴稳定性研究

研究了Z切700 nm厚的单晶铌酸锂(LiNbO₃)薄膜电畴的调控方法。利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对单晶LiNbO₃薄膜的晶向和形貌进行了表征,并通过外加电场对单晶LiNbO₃薄膜电畴进行调控。研究结果表明,该LiNbO₃薄膜具有单一的(006)衍射峰,表面光滑、粗糙度低(均方根粗糙度小于1 nm)。通过外加电场和预设电畴图案对LiNbO₃电畴进行精准调控,并测试了电畴稳定性。测试结果显示,调控后的电畴在温度为25~150℃内处于稳定状态,且在30 d内保持稳定,未发生弛豫现象。该研究为LiNbO₃电畴工程器件的研发和应用提供了重要的技术支撑。     

前驱体溶剂对铅基反铁电厚膜介电性能的影响

采用sol-gel工艺制备了Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了不同前驱体溶剂(乙酸和乙二醇乙醚)对反铁电厚膜介电性能的影响。结果表明:由乙二醇乙醚作为前驱体溶剂制备的反铁电厚膜材料,在室温下反铁电态稳定,其AFE-FE相的相变电场强度为184.05×103V/cm,FE-AFE相的相变电场强度为68.24×103V/cm,饱和极化强度为88.8×10-6C/cm2。     

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。     

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。     

一体化仿生结构压电MEMS水声传感器

为了实现水声传感器的低能耗、高灵敏度以及低成本批量制造,设计并制备了一种四螺旋梁集成拾振微球的一体化仿生压电微电子机械系统(MEMS)水声传感器.根据水母耳石触觉结构和水母身体回弹发电原理对该传感器进行仿生结构设计,并通过建模仿真确定其几何尺寸.利用溶胶-凝胶法制备了PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT)压电薄膜...