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高性能铁电薄膜制备、结构与性能研究

作　者: 潘笑风
导　师: 廖家轩
学　校: 电子科技大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: BST薄膜 Sol-gel 掺杂非标准计量比介电性能
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,BST)由于其介电常数可通过外加电场来调节(即介电可调性能),从而成为微波调谐器件的重要材料,并获得广泛的研究。本论文利用改进溶胶凝胶(Sol-gel)法制备系列BST薄膜,重点研究了标准计量比和非标准计量比的钇(Y)掺杂、锰(Mn)掺杂、Y和Mn复合掺杂及梯度浓度掺杂结构薄膜,及其对BST形貌、结晶及介电性能的影响。主要结果如下:1.研究了标准计量比和非标准计量比的Y、Mn单一掺杂及复合掺杂的BST薄膜,利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对薄膜表面进行了分析,薄膜表面形貌和结晶较好;介电测试表明,复合掺杂薄膜有较好的综合介电性能,非标准计量比薄膜有较低的介电损耗和较好的稳定性,是研究的发展方向。2.研究了Y、Mn复合掺杂梯度的标准计量比和非标准计量比的BST薄膜,利用XRD、AFM对薄膜进行分析,上、下梯度掺杂薄膜表面形貌良好,上梯度结构最佳。介电测试表明,梯度结构有利于介电损耗进一步降低,稳定性进一步提高;非标准计量比有助于介电损耗降低和稳定性提高。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-20
  1.1 BST 材料的特性  8-11
  1.2 常规BST 薄膜制备技术  11-13
  1.3 BST 薄膜研究进展  13-18
    1.3.1 工艺改进  13-14
    1.3.2 掺杂改性  14-17
    1.3.3 结构优化  17-18
  1.4 选题与工作内容  18-20
第二章 Sol-gel 法BST 薄膜  20-28
  2.1 引言  20
  2.2 Sol-gel 工艺原理  20-21
  2.3 Sol-gel 法制备工艺  21-25
    2.3.1 工艺流程  21-22
    2.3.2 工艺实施  22-25
  2.4 Sol-gel 法工艺改进  25-28
    2.4.1 实验工艺  25
    2.4.2 性能研究  25-28
第三章 BST 薄膜的性能优化研究  28-57
  3.1 实验工艺及测试条件  28-29
  3.2 Y 掺杂BST 薄膜  29-40
    3.2.1 Y 掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3 薄膜  30-34
    3.2.2 化学计量比对Y 掺杂BST 薄膜的影响  34-40
  3.3 化学计量比对Mn 掺杂BST 薄膜的影响  40-46
    3.3.1 表面形貌分析  41-42
    3.3.2 结晶取向分析  42-43
    3.3.3 介电性能研究  43-46
  3.4 化学计量比对Y、Mn 复合掺杂BST 薄膜的影响  46-50
    3.4.1 表面形貌分析  47-48
    3.4.2 结晶取向分析  48-49
    3.4.3 介电性能研究  49-50
  3.5 梯度掺杂对BST 薄膜的影响  50-55
    3.5.1 表面形貌分析  51-53
    3.5.2 介电性能研究  53-55
  3.6 本章小结  55-57
第四章主要结论及进一步工作建议  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-66
攻硕期间取得的成果  66-67

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