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溶胶—凝胶法制备Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜及其性能研究

作　者: 朱卫东
导　师: 宁兆元；甘肇强；沈明荣
学　校: 苏州大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: Sol-gel法 BST薄膜介电铁电
分类号: TB43
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本文对采用溶胶-凝胶法（Sol-gel法）制备的Ba_xSr_1-xTiO₃（BST）薄膜的工艺进行了初步研究，制备出了光滑均一的BST薄膜。对不同情况下制备出的薄膜的结构进行了分析研究，重点对BST薄膜的介电性能进行了研究，并尝试对实验结果做出解释。溶胶的制备中，环境温度、水分、稳定剂的比例以及溶胶的浓度对所制备薄膜质量有较大影响。在后处理工艺上，借助XRD图谱，发现BST薄膜在700℃～800℃时结晶较好，而在700℃以下，BST薄膜基本处于非晶态。利用XRD图谱，实验中还观察到了退火导致的TiO₂小岛，分析了它对BST薄膜结晶所做的贡献。对BST薄膜的介电性能进行研究，从几方面入手。着重研究了BST薄膜的介电性能随着频率变化的关系；BST薄膜的介电性能随Ba/Sr比例变化的关系；BST薄膜的介电性能随厚度变化的关系；以及Ba_0.4Sr_0.6TiO₃/Ba_0.6Sr_0.4TiO₃（BST46/BST64）多层膜与Ba_0.5Sr_0.5TiO₃（BST55）薄膜的介电性能的差别。在薄膜的铁电性能方面，实验中并未能观察到较好的电滞回线，但提出了相应的解释和进一步研究的方向。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-6
第一章引言  6-11
  1-1 铁电材料的研究历史  6-7
  1-2 Ba_xSr_（1-x）TiO_3薄膜的研究现状  7-8
  1-3 制备方法  8-10
  参考文献  10-11
第二章实验安排  11-20
  2-1 实验原理  11-14
    2-1-1 磁控溅射的基本原理和实验仪器  11-12
    2-1-2 溶胶-凝胶法基本原理  12-13
    2-1-3 后处理装置  13-14
  2-2 电极的制备  14-16
  2-3 溶胶的配制  16-18
  2-4 BST薄膜的制备  18-19
  参考文献  19-20
第三章 Ba_xSr_（1-x）TiO_3薄膜的结构形貌表征  20-29
  3-1 扫描电子显微镜  20-22
    3-1-1 扫描电镜的工作原理  20
    3-1-2 BST薄膜的SEM分析  20-22
  3-2 X射线衍射  22-28
    3-2-1 X射线衍射的基本原理  22-23
    3-2-2 BST薄膜的X射线衍射分析  23-28
  参考文献  28-29
第四章 Ba_xSr_（1-x）TiO_3薄膜性能分析  29-46
  4-1 介电性质  29-41
    4-1-1 介电常数与介质损耗  29-31
    4-1-2 极化的产生  31-32
    4-1-3 介电驰豫  32-33
    4-1-4 BST薄膜的介电性能  33-41
  4-2 铁电性能  41-45
    4-2-1 铁电畴和畴的运动  41-43
    4-2-2 BST薄膜的铁电性质  43-45
  参考文献  45-46
第五章结论  46-47
附录一攻读硕士学位期间发表的论文  47-48
致谢  48

溶胶—凝胶法制备Ba_xSr_(1-x)TiO_3薄膜及其性能研究

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