高分子輔助沉積法在鎳基片上生長鈦酸鋇薄膜的研究.pdf

1、BaTiO3（BTO）是一種典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電氧化物，具有鐵電、介電、壓電以及光學(xué)非線性等豐富的物理性質(zhì)，目前已被廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)中。在賤金屬 Ni基片上生長 BTO薄膜，在埋入電容、結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)以及微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域中具有潛在應(yīng)用。在金屬 Ni基片上生長 BTO薄膜要同時(shí)考慮Ni基片防氧化與BTO薄膜結(jié)晶成相的問題，在技術(shù)上具有相當(dāng)大的難度。目前，該領(lǐng)域還有許多問題有待研究解決。
　　本文使用高分子輔助沉積法在

2、賤金屬 Ni基片上生長 BTO薄膜。通過對金屬Ni高溫氧化和BTO薄膜的結(jié)晶成相等熱力學(xué)問題進(jìn)行研究討論，我們采用了雙氧水氧化法在金屬 Ni上生長氧化鎳過渡層，成功地在多晶金屬 Ni基片上生長出了多晶 BTO薄膜。通過研究 BTO薄膜工藝條件、微結(jié)構(gòu)以及性能之間的關(guān)系，成功優(yōu)化了 BTO薄膜的沉積工藝，獲得了具有優(yōu)良介電性能的 BTO薄膜。具體而言，本文主要對以下問題進(jìn)行了研究：
　　1.研究BTO薄膜的退火氣氛、退火溫度對薄膜的

3、結(jié)構(gòu)與性能的影響，并討論薄膜制備工藝、薄膜微結(jié)構(gòu)與薄膜介電性能之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中通過對以上問題的討論與總結(jié)，尋找到了利用高分子輔助沉積法在金屬 Ni基片上生長 BTO薄膜的最優(yōu)工藝條件。在最優(yōu)工藝條件下生長的BTO薄膜樣品，具有良好的晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的介電性能。該 BTO薄膜的零場相對介電常數(shù)約為400，損耗角正切值tanδ<0.025。
　　2.實(shí)驗(yàn)使用雙氧水氧化法在金屬Ni上生長氧化鎳過渡層，并研究不同厚度的氧化鎳過渡層對 BT

4、O薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。我們認(rèn)為，金屬 Ni基片表面經(jīng)過雙氧水處理后，基片表面浸潤性的改善以及氧化鎳過渡層在退火過程中的分解，是造成具有不同氧化鎳過鍍層厚度的BTO薄膜樣品出現(xiàn)性能差異的原因。
　　3.在BTO薄膜的退火氣氛中摻入水蒸氣，研究水蒸氣對BTO薄膜的結(jié)構(gòu)與介電性能的影響。研究結(jié)果表明，低濃度的水蒸氣對提高BTO薄膜的介電性能（尤其是薄膜介電可調(diào)率）有很明顯的幫助。
　　4.研究金屬Ni基片上生長的BTO薄膜的磁電