無鉛鈦酸鉍鈉鉀薄膜的制備與熱釋電性能研究.pdf

1、眾所周知，如鈦酸鉛和鋯鈦酸鉛等鉛基鐵電體因其擁有優(yōu)越的介電性能、壓電性能、鐵電性和熱釋電性能而被廣泛應(yīng)用在電子器件中，已成為不可缺少的功能材料。但這類材料在制備過程中常需要高溫處理，而高溫會造成鉛的嚴重地揮發(fā)。這種現(xiàn)象不僅對材料本身的性能造成損失，而且在材料的制備和應(yīng)用的過程中對環(huán)境也會造成嚴重的污染。因此，制備具有優(yōu)越性能的不含鉛的鐵電材料為目前需要研究的重點。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備了(Na0.85K0.15)0.5Bi

2、0.5TiO3(NKBT)薄膜，并引入Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O3（PLCT）與LaNiO3（LNO）為種子層，成功得到了能在較低溫度結(jié)晶并具有高性能的復合薄膜。在引入種子層的基礎(chǔ)上，制得PLCT/NKBT多層復合薄膜，研究了多層結(jié)構(gòu)對薄膜的影響。種子層的引入、薄膜的多層結(jié)構(gòu)和薄膜的退火溫度對薄膜的性能有著至關(guān)重要的影響。選取合適的種子層和薄膜結(jié)構(gòu)，同時控制薄膜的退火溫度是獲得高性能薄膜的重要途徑。通過PLCT種子層

3、的引入，成功地降低了NKBT鐵電薄膜的結(jié)晶溫度。研究發(fā)現(xiàn)，種子層優(yōu)化的NKBT薄膜在550℃晶化時具有較低的介電常數(shù)，以及較高的熱釋電系數(shù)，因此可以獲得了較高的探測優(yōu)值。PLCT/NKBT多層復合薄膜在500℃退火時，降低了界面間的擴散的現(xiàn)象，使得多層薄膜具有優(yōu)異的性能，特別是熱釋電性能。為了獲得真正的無鉛薄膜，在研究PLCT優(yōu)化的KNBT薄膜基礎(chǔ)上，對LNO優(yōu)化的NKBT薄膜進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)在NKBT/LNO復合薄膜中，500℃