学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

镍掺杂BST薄膜的制备及性能研究

作　者: 钱林勤
导　师: 褚君浩; 杨平雄
学　校: 华东师范大学
专　业: 物理电子学
关键词: 钛酸锶钡薄膜 溶胶-凝胶 镍掺杂 铁电 介电 禁带宽度
分类号: TN304.055
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 71次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


钛酸锶钡是钛酸钡(BaTiO3)和钛酸锶(SrTiO3)的连续固溶体,属于ABO3型钙钛矿结构,其具有高介电常数、低介电损耗、低漏电流密度、居里温度可调,以及显著的热释电效应和较低的消光系数等特点,在动态随机存储器、热释电红外探测器、微波调谐器、移相器、滤波器等方面有着广泛的应用。随着大规模集成电路的快速发展,薄膜材料成为人们研究的热点,如何制备出结晶度良好,电学及光学性能优越的钛酸锶钡薄膜材料,也成为热点之一。本文采用溶胶-凝胶法,制备纯相Ba0.6Sr0.4Ti03(BST)薄膜,并进行不同含量镍掺杂,研究镍掺杂对BST薄膜各种性能的影响,具体研究成果如下：(1)通过多次实验,分别在LNO衬底、Si衬底和石英衬底上成功生长出了质量优良的纯BST及不同含量镍掺杂的BST薄膜。(2)使用X射线衍射(XRD),分别研究了不同衬底上、不同乙酰丙酮加入量,以及不同含量镍掺杂BST薄膜的微结构；使用扫描电子显微镜(SEM)研究了LNO衬底上BST薄膜的表面形貌和截面情况；使用原子力显微镜(AFM)研究了LNO衬底上,镍掺杂对BST薄膜的三维表面形貌的影响。结果表明,LNO衬底上,10%镍掺杂的BST薄膜的结晶质量最好,表面平整,晶粒略有增大。(3)使用电学测试仪器,研究了镍掺杂对BST薄膜铁电及介电性能的影响。结果显示,镍的掺入能有效改善BST薄膜的铁电性能,当掺镍量为10%时,电滞回线曲度明显且出现饱和,外加电压为20V时,剩余极化强度约为2.8μC/cm2,矫顽电场约为16kV/cm;镍的掺入使介电常数增大,介电损耗减小,有效改善了BST薄膜的介电性能。(4)进行拉曼光谱测试,进一步表明镍的掺入对BST薄膜的微观结构产生了一定程度的优化影响。椭圆偏振光谱测试结果表明,镍的掺入会减小BST薄膜的折射率。透射光谱显示,薄膜的透明度很高,数据处理得到各BST薄膜的禁带宽度在4eV附近。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-21
  1.1 铁电材料的介绍  11-14
    1.1.1 铁电性的发现  11-12
    1.1.2 铁电材料的结构及性质  12-13
    1.1.3 铁电材料的研究进展及应用  13-14
  1.2 钛酸锶钡材料的介绍  14-18
    1.2.1 钛酸锶钡的晶体结构  15-16
    1.2.2 钛酸锶钡薄膜的性能和应用  16
    1.2.3 钛酸锶钡薄膜的制备方法和研究进展  16-18
  1.3 本论文的工作  18-19
  参考文献  19-21
第二章 镍掺杂BST薄膜的Sol-Gel法生长  21-31
  2.1 溶液的配制  22-26
    2.1.1 配液前的计算准备  23-24
    2.1.2 溶液配制过程  24-25
    2.1.3 溶液配制注意事项  25-26
  2.2 薄膜的旋涂  26-28
  2.3 快速热退火  28-29
  2.4 本章小结  29-30
  参考文献  30-31
第三章 镍掺杂BST薄膜的晶格结构和表面形貌  31-42
  3.1 BST薄膜晶格结构的研究  31-37
    3.1.1 不同衬底上的BST薄膜晶格结构的研究  32-33
    3.1.2 前躯体溶液中乙酰丙酮剂量的不同  33-34
    3.1.3 不同掺镍量的BST薄膜  34-37
  3.2 BST薄膜的SEM分析  37-38
  3.3 镍掺杂BST薄膜的AFM表面形貌分析  38-40
  3.4 本章小结  40-41
  参考文献  41-42
第四章 镍掺杂对BST薄膜电学性能的影响  42-51
  4.1 镍掺杂对BST薄膜铁电性能的影响  43-47
  4.2 镍掺杂对BST薄膜介电性能的影响  47-49
  4.3 本章小结  49-50
  参考文献  50-51
第五章 镍掺杂对BST薄膜光学性能的影响  51-59
  5.1 镍掺杂BST薄膜的拉曼光谱分析  51-52
  5.2 镍掺杂BST薄膜的椭圆偏振光谱分析  52-54
  5.3 镍掺杂BST薄膜的透射光谱分析  54-57
  5.4 本章小结  57-58
  参考文献  58-59
第六章 结论与展望  59-61
攻读学位期间发表的学术  61-62
致谢  62

相似论文

  1. 钛酸盐光催化剂的制备及光催化分解水性能,O643.36
  2. 溶胶—凝胶AAO模板法制备ITO准一维纳米结构,TB383.1
  3. Bi3.25La0.75Ti3O12（BLT）纳米管/线的合成工艺研究,TB383.1
  4. 钛酸锶钡铁电薄膜的制备及电热效应,TB383.2
  5. 铁电薄膜与组分梯度铁电薄膜的性能研究,TM221
  6. 测量微波材料介电常数的新方法研究,O441.6
  7. Cu、Mn、Ce改性V2O5-WO3/MOx/CC催化剂的制备及其催化脱硝性能,X701
  8. 铁、镧掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究,O614.411
  9. 钛酸锶钡钙基铁电陶瓷的介电性能研究,TQ174.1
  10. 基片参数对微带带通滤波器传输特性影响研究,TN713.5
  11. 钴铁氧体的制备及其性能研究,O611.4
  12. 无规和间规聚苯乙烯的液液转变,TQ325.2
  13. 涤棉织物抗紫外、抗起毛起球整理,TS195.6
  14. 铁电材料与多铁性材料的熵变效应研究,TM221
  15. Ni/硅橡胶导电复合材料的粒径效应,TB333
  16. 高性能液晶环氧树脂改性热固性树脂的研究,TQ323.5
  17. 壁上有孔的二氧化硅空心球的制备,TB383.1
  18. 二氧化硅球腔微电极阵列以及复合磁性纳米氧化铁的制备与应用,TB383.1
  19. 聚酰亚胺/纳米二氧化硅杂化薄膜的制备和性能研究,TB383.2
  20. 稀土改性TiO2、多种形貌钨酸锌光催化剂的制备及其性能研究,O643.36
  21. 可见光下铒—镱—铁共掺纳米TiO2光催化杀菌作用研究,O643.36

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 材料 > 一般性问题 > 制取方法与设备 > 半导体薄膜技术
© 2012 www.xueweilunwen.com