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1、圖書分類號TN304.055密級非密UDC621.3碩士學位論文硅基反鐵電厚膜材料集成制造及其性能測試王靜指導教師（姓名、職稱）張文棟（教授）丑修建（副教授）申請學位級別工學碩士專業(yè)名稱測試計量技術(shù)及儀器論文提交日期2011年5月30日論文答辯日期2011年5月29日學位授予日期2011年月____日論文評閱人答辯委員會主席2011年5月30日原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要
2、貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。論文作者簽名：日期：關(guān)于學位論文使用權(quán)的說明本人完全了解中北大學有關(guān)保管、使用學位論文的規(guī)定，其中包括：①學校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學位論文的原件與復印件；②學?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復制手段復制并保存學位論文；③學?？稍试S學位論文被查閱或借閱；④學?？梢詫W術(shù)交流為目的，復制贈送和交換學位論文；⑤學校可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容（保密學位論文在解密后遵守此規(guī)定）。簽名：日期：導師簽名：日期：中北大學學位論文硅基反鐵電厚膜材料集成制造及其性能測試摘要反鐵電體
3、由于其特殊的極化方式，因而具有獨特的電場誘導相變，反鐵電材料在反鐵電-鐵電相變過程中總是伴隨著顯著的極化強度、體積及電流的變化，因而有望在高能存儲、微位移控制以及可調(diào)熱釋電紅外探測等領(lǐng)域中得到應(yīng)用。本論文對PbZrO3基反鐵電薄膜的制備及性能進行了系統(tǒng)的研究，旨在為這類材料在實際中的應(yīng)用提供實驗基礎(chǔ)與理論指導。采用溶膠-凝膠工藝制備了Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反鐵電厚膜材料,研究了不同前驅(qū)體溶劑（乙酸和乙二醇乙醚）對反鐵電厚膜介電性能的影響。結(jié)果表明：由乙二醇乙醚作為前驅(qū)體溶劑制備的反鐵電厚膜材料在室溫下其
4、反鐵電態(tài)穩(wěn)定，3AFE-FE相的相變電場強度為184.05×10V/cm，F(xiàn)E-AFE相的相變電場強度為3268.24×10V/cm，飽和極化強度為88.8μC/cm。采用溶膠-凝膠工藝在Pt(111)/TiO2/SiO2/Si基底上成功制備了不同濃度的PbZrO3基反鐵電厚膜。由XRD分析儀分析表明厚膜的生長取向度隨著濃度的增加其在（100）晶面越來越明顯；由AFM分析表面厚膜隨著濃度的增加，其表面粗糙度越來越大，晶胞的顆粒也越來越大，這是由于厚膜的應(yīng)力對基底的影響。C-V和P-E測試表明當隨著濃度的增加，其相變電場和電滯寬度越來越大
5、，且其P-E曲線具的飽和極化也越來越大，反鐵電性越來越穩(wěn)定。采用不同的熱處理工藝在硅基底成功制備了反鐵電厚膜，PLZT厚膜在700℃處理后取向度t最大為0.79。P-E、C-V以及溫譜曲線表面，在700℃處理后其飽和極化最大，介電常數(shù)最大，而介電損耗為最小。PLZT反鐵電厚膜由XRD分析儀分析表明厚膜的生長取向度隨著厚度的增加其在（100）晶面越來越明顯；C-V和P-E測試表明：當膜厚為2244nm，薄膜的相變電場及電滯寬度比較寬，表明其反鐵電性越來越穩(wěn)定；飽和極化強度也最大。但是當厚膜大于3000nm時，其飽和極化強度反而降低，這主要
6、是由于厚度變化導致PLZT厚膜微觀結(jié)構(gòu)的差異而引起的。關(guān)鍵詞：反鐵電厚膜、溶劑-凝膠工藝、相結(jié)構(gòu)、介電常數(shù)中北大學學位論文IntegratedmanufacturingandpropertiesresearchofantiferroelectricthickfilmbasedonsiliconAbstractBecauseoftheiruniquemicrostructure,antiferroelectricmaterialsdisplaythedifferentelectric-fieldinductedphasetransform
7、ationfromantiferroelectrictoferroelectric(AFE-FE),andthephaseswitchingprocesscanbeadjustedbythechangeoftemperatureandhydrostaticpressure.Antifreeoelctricmaterialshavethepotentialusageinenergystorage,high-straintransducers/actuatorsandtunablepyroelectricthermalsensorsduet
8、otheremarkablechangeofpolarization,strainsandcurrentduringtheAFE-FEswitching.Hence,inthepresentinvestig
