鈦酸鍶鋇塊材和薄膜的結(jié)構(gòu)及介電物性研究.pdf

1、Ba1-XSrXTiO3(BST)是BaTiO3與SrTiO3形成的固溶體。它是一種優(yōu)良的熱敏材料、電容器材料和鐵電壓電材料,具有高的介電常數(shù)、低介電損耗、居里溫度隨組成改變以及介電常數(shù)隨電場的非線性變化等特點,在超大規(guī)模動態(tài)存儲器、微波調(diào)諧器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,成為集成器件領(lǐng)域最廣泛研究的材料之一。
　　鐵電 Ba1-XSrXTiO3材料具有較好的介電、鐵電、壓電等性能,這些物性與Ba/Sr摻雜比率以及Ba1-XSrXTi

2、O3的結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。因此,本論文著重研究了BST鐵電材料中不同Ba/Sr摻雜比率對其結(jié)構(gòu)、相變、介電性能等的影響;全面介紹了復(fù)合梯度BST外延膜的研究狀況,仔細(xì)分析和討論了復(fù)合梯度BST外延膜的制備及其介電性質(zhì)。
　　整篇論文分為五章:
　　第一章詳細(xì)介紹了鈦酸鍶鋇鐵電薄膜的研究現(xiàn)狀及相關(guān)問題。首先回顧了鐵電薄膜的各種性質(zhì),介紹了鐵電薄膜的廣泛應(yīng)用和鈦酸鍶鋇鐵電薄膜的結(jié)構(gòu)。最后討論了Ba1-XSrXTiO3薄膜的制備方法、特

3、點及其應(yīng)用。
　　第二章綜述了目前鈦酸鍶鋇(BST)鐵電薄膜常用的制備工藝:磁控濺射法(Magnetron Sputtering)、溶膠-凝膠法(Sol-Gel)、脈沖激光沉積法(PLD)以及金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD),討論了各種方法的優(yōu)缺點。
　　第三章我們采用固相化學(xué)反應(yīng)法制備了鈦酸鍶鋇(Ba1-XSrXTiO3)。用XRD等表征技術(shù)研究了Ba1-XSrXTiO3的晶體結(jié)構(gòu)和相變行為,并深入研究了Ba1-XS

4、rXTiO3的介電特性和鐵電特性。研究表明:隨著鍶含量的增加,其晶胞體積逐漸減小,c/a趨近于1,相變溫度降低;當(dāng)x=0.3時,室溫下發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，Ba1-XSrXTiO3以立方相為主要存在相,相變具有有序-無序特征。隨著Ba/Sr比例的上升,Ba1-XSrXTiO3居里溫度逐漸上升,介電常數(shù)也在逐漸增加;溫度變化時,鈦酸鍶鋇電容率存在峰值,說明存在鐵電相變,并且隨著鍶(Sr)的摩爾量的增加，Ba1-XSrXTiO3樣品的相變溫度向低溫

5、方向移動。
　　第四章我們利用脈沖激光沉積法將復(fù)合梯度Ba1-XSrXTiO3外延膜生長在(100)晶向的LaAlO3襯底之上,簡要介紹了復(fù)合梯度Ba1-XSrXTiO3外延膜目前的研究現(xiàn)狀,從溫度和頻率兩個方面,仔細(xì)討論了復(fù)合梯度外延膜的介電特性。研究表明:在降級薄膜中可以獲得較好的介電行為。在降級薄膜中,隨著頻率的增加,居里溫度TC向高溫處移動,介電常數(shù)隨溫度變化較為平緩,對溫度的依賴性較小。對這種復(fù)合梯度外延膜具有較好的介電