鈦酸鍶鋇介電調(diào)諧薄膜的Fe受主摻雜改性及TiO-,2-緩沖層效應(yīng).pdf

1、鈦酸鍶鋇(BaxSr1-xTiO3)具有介電常數(shù)較大且隨外加直流偏置電場的變化而變化的特點，所以被廣泛用作相控陣?yán)走_天線中介質(zhì)移相器的材料。BST薄膜用作微波調(diào)諧材料時，要求盡量高的調(diào)諧率和較小的介電損耗，從而降低器件的插入損耗，提高響應(yīng)速度和靈敏度。本文通過對BST薄膜摻雜改性和引入TiO2緩沖層，使BST薄膜在保持一定調(diào)諧率的同時降低介電損耗，提高了綜合介電性能。 采用脈沖激光沉積工藝(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si襯

2、底上制備了不同F(xiàn)e摻雜量的BSFT薄膜。結(jié)果表明，F(xiàn)e離子作為受主摻雜劑進入BST晶格，使BSFT薄膜受張應(yīng)力作用，適量的Fe摻雜能補償氧空位的施主行為，提高BST薄膜的勢壘高度，降低介電損耗和漏電流密度。Fe摻雜量為0.3 mol％的BSFT薄膜在1 MHz、300 kV/cm下的介電損耗、調(diào)諧率和優(yōu)值分別為：0.88％、44％和50.2。同時，F(xiàn)e離子摻雜提高了BST薄膜介電調(diào)諧率的溫度穩(wěn)定性。 Sol-gel工藝制備的Ti

3、O2呈金紅石相；采用PLD工藝，用金屬Ti靶得到了無定形態(tài)的TiO2緩沖層，用陶瓷TiO2靶制備的TiO2則為板鈦礦結(jié)構(gòu)。較高的TiO2沉積溫度和沉積氧壓均有助于提高BST/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的綜合介電性能。無論采用金屬Ti靶還是陶瓷TiO2靶，在優(yōu)化工藝條件下，BST/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的介電調(diào)諧性能都得到了相同程度的提高。用PLD工藝制備的BST/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的介電調(diào)諧性能優(yōu)于用溶膠.凝膠工藝制備TiO2緩沖層的BST/TiO2薄膜