BMT-PZT復(fù)合薄膜的制備及性能研究.pdf

1、介質(zhì)薄膜材料以其優(yōu)異的介電、鐵電、熱釋電性能在移動(dòng)通信、衛(wèi)星系統(tǒng)、雷達(dá)等電子系統(tǒng)中有著巨大的應(yīng)用前景。但功能應(yīng)用不同的電子器件，對(duì)材料性能的要求不一樣，在實(shí)際應(yīng)用中單獨(dú)的一種材料很難滿(mǎn)足應(yīng)用的要求，例如Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜材料具有優(yōu)異的壓電、鐵電性能，但其損耗和漏電流較大，會(huì)導(dǎo)致鐵電存儲(chǔ)器失效；Ba(Mg1/3Ta2/3)O3薄膜具有優(yōu)良的微波介電性能，但其介電常數(shù)較小，無(wú)法滿(mǎn)足微波器件日益小型化的要求，在一定程度上

2、限制了PZT薄膜和BMTa薄膜材料的應(yīng)用。為了提高材料的綜合性能，滿(mǎn)足不同電子器件的應(yīng)用要求，人們常將兩種或多種不同性能的材料進(jìn)行復(fù)合來(lái)改善材料的性能。
　　本文分別采用溶膠-凝膠法和水溶液-凝膠法制備了PZT薄膜和BMTa薄膜。研究了退火溫度、涂覆層數(shù)對(duì)PZT薄膜及BMTa薄膜的影響。結(jié)果表明,退火溫度過(guò)高或過(guò)低都不利于薄膜晶粒的成核與生長(zhǎng)。在退火溫度為750℃、涂覆層數(shù)為9層時(shí)，PZT薄膜微觀形貌致密、晶粒生長(zhǎng)完整、尺寸均勻、

3、無(wú)孔洞、具有相對(duì)較好的介電性能，在頻率為100kHz下，介電常數(shù)εr=1600.7，介電損耗tanδ=0.098；在外加電場(chǎng)為15V下，2Pr=56.76μC/cm2，2Ec=105.30kV/cm。制備的 BMTa薄膜表面致密，涂覆層數(shù)對(duì)其微觀形貌和介電性能影響不大，100kHz下，介電常數(shù)約為19，介電損耗約為0.025。
　　設(shè)計(jì)并制備了兩種不同結(jié)構(gòu)的BMTa/PZT復(fù)合薄膜（P/B型和B/P型），研究表明BMTa薄膜層的引

4、入可以促進(jìn)PZT薄膜晶粒的長(zhǎng)大、降低PZT薄膜的介電常數(shù)、介電損耗以及漏電流。在2V的外加電壓下，具有4層BMTa薄膜的 P/B型復(fù)合薄膜與純PZT薄膜相比，其漏電流從4.43×10-6A/cm2降到5.45×10-7A/cm2，降低了約一個(gè)數(shù)量級(jí)，隨著B(niǎo)MTa薄膜厚度的增加，P/B復(fù)合薄膜的剩余極化值和矯頑場(chǎng)增大。制備的B/P型BMT/PZT復(fù)合薄膜具有較高的介電常數(shù)，較低的介電損耗。在B/P型復(fù)合薄膜中當(dāng)PZT薄膜的厚度約為400n