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《solgel法制備bst薄膜取向生長影響因素及性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、濟(jì)南大學(xué)碩一L學(xué)位論文摘要具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鍶鋇BST(BaxSrl璀Ti03)是鈦酸鋇(BaTi03)與鈦酸鍶(SrTi03)的固溶體，BST薄膜由于具有高介電常數(shù)、低介電損耗、優(yōu)良的鐵電、壓電、熱釋電性能、不易疲勞、居里溫度可調(diào)、漏電流密度低、非線性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且在DRAM、相位移器、熱釋電探測器等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已成為國內(nèi)外材料研究的主要領(lǐng)域之一。本文綜述了鈦酸鍶鋇(BST)鐵電薄膜的基本結(jié)構(gòu)、主要應(yīng)用及其制備方法，并重點(diǎn)介紹了溶膠．凝膠法制備BST薄膜的原理和流程，本實(shí)驗(yàn)利用改變單一因素的思想主要研究了熱處理工藝(熱解溫度、退火溫度及
2、升溫速率等)、前驅(qū)液性質(zhì)(前驅(qū)液濃度、粘度及Ba／Sr比等)和基底材料等因素對(duì)S01．Gel法制備的BST薄膜的結(jié)構(gòu)及性能的影響規(guī)律。以醋酸鋇Ba(OAc)2，醋酸鍶Sr(OAc)2·1／2H20和鈦酸四丁酯Ti(OC4H9)4為主要前驅(qū)化合物，采用S01．Gel技術(shù)成功制備了能長時(shí)間穩(wěn)定存在的BST溶膠，采用旋涂工藝制備出了具有AB03鈣鈦礦相，沿(110)晶面擇優(yōu)取向的光滑均一的BST薄膜。與玻璃基底和剛玉基底相比，硅基底與BST薄膜的晶格匹配度高，涂覆在Si基底上的BST薄膜結(jié)晶較好，形成了更完整的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，且整體形貌較好。Si02緩沖層
3、不能促進(jìn)鈣鈦礦相的形成。BST薄膜緩沖層能夠誘導(dǎo)薄膜結(jié)晶，促進(jìn)鈣鈦礦相的形成，隨涂覆的緩沖層的薄膜濃度減小，薄膜的結(jié)晶程度提高，濃度較低的BST薄膜做緩沖層較好；經(jīng)剛玉粉超聲處理的Si基底在一定程度上也能夠誘導(dǎo)BST薄膜晶體的生長。ZnO薄膜誘導(dǎo)層能夠誘導(dǎo)前驅(qū)液為低濃度的BST薄膜晶體的生長，卻對(duì)高濃度前驅(qū)液的BST薄膜的晶體生長的誘導(dǎo)作用稍弱一些；鍍膜的最佳旋涂速率為2500r／min；每層薄膜的最佳涂覆時(shí)間為30s；薄膜的最佳熱解溫度選擇450。C；每層薄膜最佳熱分解時(shí)間為20min；最佳升溫速率為0．5～1℃／min；制膜的最佳退火溫度為7
4、50*(2。經(jīng)650℃熱處理后，BST薄膜已基本形成AB03型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，隨著熱處理溫度的提高，薄膜的結(jié)晶程度提高，易于沿(110)晶面擇優(yōu)取向。退火溫度為750℃時(shí)，薄膜表面平滑致密、無裂紋，顆粒分布均勻發(fā)育完整、尺寸較大。Ba／Sr比是影響B(tài)ST薄膜結(jié)晶性能的一個(gè)重要因素，當(dāng)Ba／Sr比增大時(shí)，薄膜的結(jié)晶程度先增大后減小，晶格常數(shù)逐漸增大。Ba／Sr比為65／35時(shí)，薄膜的結(jié)晶性能V最好?！け∧崽幚砉に囅嗤瑫r(shí)，隨著前驅(qū)液濃度和粘度增大，薄膜結(jié)晶程度提高，晶格常數(shù)增大，且微觀形貌有所改善，薄膜表面晶粒尺寸變大，更加致密均勻，斷面處膜厚增大。前
5、驅(qū)液濃度為O．5mol／L(群l粘度5．8cp)的薄膜結(jié)晶最好，晶粒發(fā)育較完善，晶粒與晶粒之間比較緊密，表面光滑致密無裂紋，顆粒直徑大概為6啦80nlTl，斷面處薄膜厚度大概為550nln。介電常數(shù)隨退火溫度的升高而升高，介電損耗隨退火溫度升高而降低。退火溫度為750℃的薄膜的介電性能最好；涂覆層數(shù)為5層時(shí)的BST薄膜的介電性能最好；隨著濃度的增大，BST薄膜的介電損耗越來越小、介電常數(shù)越來越大，當(dāng)前驅(qū)液濃度為0．5mol／L時(shí)BST薄膜的介電性能最好；且BST薄膜的介電性能隨Ba／Sr比的不同變化較為復(fù)雜。關(guān)鍵詞：溶膠．凝膠法，BST薄膜，基底
6、材料，熱處理工藝，前驅(qū)液性質(zhì)VI濟(jì)南大學(xué)碩上學(xué)位論文ABSTRACTBariumstrontiumtitanate(BSa3、析tllperovskites仃uctureiscomposedofSrTi03andBaTi03．BSTceramicsrecentlyhavebecomeoneofhotspotsinfieldsofmaterials、physicsandelectronicsbecauseofitsgoodperformance，suchashighdielectricconstant，lowdielectriclossandgoo
7、dferroelectricity,piezoelectricity,etal．AndtherearewideapplicationsofBSTthinfilmsind)，Ilamicrandomacessmemory(DRAM)，decouplingcapacitors，pyroelectricinfraredsensorsandpiezoelectricmicroactuators．Thisarticlemainlysummarizedthebasicstructure，applicationandpreparationofBSTthinfi
8、lmsandintroducedthesol—gelmethodasallimportantpart．Inthispaper,theef
