论文部分内容阅读
Ba1-XSrXTiO3(BST)是BaTiO3与SrTiO3形成的固溶体。它是一种优良的热敏材料、电容器材料和铁电压电材料,具有高的介电常数、低介电损耗、居里温度随组成改变以及介电常数随电场的非线性变化等特点,在超大规模动态存储器、微波调谐器等领域具有广阔的应用前景,成为集成器件领域最广泛研究的材料之一。 铁电 Ba1-XSrXTiO3材料具有较好的介电、铁电、压电等性能,这些物性与Ba/Sr掺杂比率以及Ba1-XSrXTiO3的结构关系密切。因此,本论文着重研究了BST铁电材料中不同Ba/Sr掺杂比率对其结构、相变、介电性能等的影响;全面介绍了复合梯度BST外延膜的研究状况,仔细分析和讨论了复合梯度BST外延膜的制备及其介电性质。 整篇论文分为五章: 第一章详细介绍了钛酸锶钡铁电薄膜的研究现状及相关问题。首先回顾了铁电薄膜的各种性质,介绍了铁电薄膜的广泛应用和钛酸锶钡铁电薄膜的结构。最后讨论了Ba1-XSrXTiO3薄膜的制备方法、特点及其应用。 第二章综述了目前钛酸锶钡(BST)铁电薄膜常用的制备工艺:磁控溅射法(Magnetron Sputtering)、溶胶-凝胶法(Sol-Gel)、脉冲激光沉积法(PLD)以及金属有机物化学气相沉积法(MOCVD),讨论了各种方法的优缺点。 第三章我们采用固相化学反应法制备了钛酸锶钡(Ba1-XSrXTiO3)。用XRD等表征技术研究了Ba1-XSrXTiO3的晶体结构和相变行为,并深入研究了Ba1-XSrXTiO3的介电特性和铁电特性。研究表明:随着锶含量的增加,其晶胞体积逐渐减小,c/a趋近于1,相变温度降低;当x=0.3时,室温下发生结构相变,Ba1-XSrXTiO3以立方相为主要存在相,相变具有有序-无序特征。随着Ba/Sr比例的上升,Ba1-XSrXTiO3居里温度逐渐上升,介电常数也在逐渐增加;温度变化时,钛酸锶钡电容率存在峰值,说明存在铁电相变,并且随着锶(Sr)的摩尔量的增加,Ba1-XSrXTiO3样品的相变温度向低温方向移动。 第四章我们利用脉冲激光沉积法将复合梯度Ba1-XSrXTiO3外延膜生长在(100)晶向的LaAlO3衬底之上,简要介绍了复合梯度Ba1-XSrXTiO3外延膜目前的研究现状,从温度和频率两个方面,仔细讨论了复合梯度外延膜的介电特性。研究表明:在降级薄膜中可以获得较好的介电行为。在降级薄膜中,随着频率的增加,居里温度TC向高温处移动,介电常数随温度变化较为平缓,对温度的依赖性较小。对这种复合梯度外延膜具有较好的介电特性以及可以控制的居里温度,可以广泛应用于微波器件。 第五章总结和展望。给出了该论文研究的主要结论,并对钛酸锶钡铁电薄膜进行了展望。