铅基钙钛矿铁电材料的水热制备技术研究

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本文采用氧化物前驱体,通过低温水热方法制备了纯钙钛矿相的钛酸铅(PbTiO3,缩写为PT)粉体和掺镧的锆钛酸铅(Pb0.94La0.06(Zr0.65Ti0.35)0.985O3,缩写为PLZT)薄膜。分析了各种试验条件对制备PT粉体的微观结构的影响机制,并在此基础上,探索了这些试验条件对制备PLZT薄膜的微观结构及其电学性能的作用规律。 合成的PT粉体是纯的钙钛矿相,其大小均匀,粒径约为0.5微米。氢氧化钾的浓度、前驱体中铅的含量以及反应时间都对粉体的微观形貌产生影响。通过对其微观结构分析发现了水热合成钛酸铅粉体的合成机理,即:在水热条件下钛酸铅粉体沿着(100)晶面层状结晶发育。 在合成钛酸铅粉体的基础之上,采用氧化物前驱体低温合成了掺镧的锆钛酸铅薄膜。该薄膜具有纯的钙钛矿相结构。薄膜表面光滑,结构致密,没有裂纹和孔洞。薄膜表面的晶粒大小均匀。薄膜的厚度可达于50微米。该薄膜具有优良的电学性能。当频率为1MHz时,介电常数和介电损耗分别为665和0.03。即使在高频1至100MHz的条件下,该薄膜的介电常数以及介电损耗也没有出现弥散现象,保持着很好的稳定性。同时其机构也特别结实,在测试Ⅰ-Ⅴ特性时,即使重复很多次也保持很好的稳定性,没有观察到击穿现象。优良的电学性能和简单的合成法为实现其工业化生产提供了可能。
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