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1、水熱法制備鈦酸鍶鋇鐵電薄膜的研究摘要BaxSrl．xTi03是BaTi03與SrTiOa形成的固溶體，簡稱BST。它是一種優(yōu)良的熱敏材料、電容器材料和鐵電壓電材料，具有高介電常數(shù)、低介電損耗、居里溫度隨組成改變以及介電常數(shù)隨電場的非線性變化等特點(diǎn)，在超大規(guī)模動態(tài)存儲器、微波調(diào)諧器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，成為集成器件領(lǐng)域最廣泛研究的材料之一。本文采用水熱技術(shù)合成了BST粉體，并結(jié)合溶膠．凝膠技術(shù)在普通的單晶硅(111)片上制備了BST鐵電薄膜。通過差熱壤}重分析(DSC．TG)、x射線衍射(Ⅺ①)、
2、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、等技術(shù)手段對BST制備工藝中水熱反應(yīng)機(jī)理、水熱結(jié)晶行為、物相組成、BST薄膜晶粒的形貌特征進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，詳細(xì)討論了前驅(qū)體膜熱處理溫度、水熱處理溫度、水熱反應(yīng)時間、礦化劑濃度等水熱處理工藝對單晶硅(111)片上BST鐵電薄膜顯微結(jié)構(gòu)及其晶化行為的影響。研究結(jié)果表明，以四氯化鈦(TiCl4)、氫氧化鋇(Ba(OH)2"8H20)和硝酸鍶(Sr(N03)2)的混合前驅(qū)物為原料，以氫氧化鉀(KOI-I)為礦化劑，在190℃~2
3、40℃條件下，保溫時間為2h-qih，制備了不同組成的BST粉體，粉體顆粒較細(xì)，均勻，呈四方相鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。各向異性，粒徑在20nm～40nm之間。運(yùn)用水熱技術(shù)制備鐵電鈦酸鍶鋇薄膜是以醋酸鋇(Ba(CH3COOh)、醋酸鍶(C41-16Sr·1／2H20)和鈦酸四丁酯([CH3(CH2)30]4)為原料，乙二醇甲醚(CH30CH20I--I)為溶劑，利用溶膠．凝膠技術(shù)合成了穩(wěn)定性較好的Bal。SrxTi03前驅(qū)體膜。以含有一定比例Ba2十和sP的Ba(OH)2和KOH溶液為礦化劑，結(jié)合水熱合成技術(shù)，采
4、用了兩步法水熱處理前驅(qū)體膜的實(shí)驗(yàn)思想制備BST鐵電薄膜。BST前驅(qū)體膜的水熱處理結(jié)果表明：在水熱反應(yīng)溫度T=160℃-200℃，保溫時間t---0．5h--6h，一次水熱處理Ba(OH)2=0．5mol／L，二次水熱處理KOH=0．5mol／L條件下，可以得到表面光滑、致密平整、無可視缺陷的、較純的和結(jié)晶性能良好的多晶鈣鈦礦狀結(jié)構(gòu)BST薄膜。粒徑約在30nm～80nm。關(guān)鍵詞：鈦酸鍶鋇，粉體，薄膜，溶膠．凝膠法，水熱處理，晶化PREPARATIoNoFBAIUUMSTRoNTIUMTITANATEF
5、ERRoELECTRICTHINFILMSBYHYDROTHERMALABSTRACTBariumstrontiumtitanate(BaxSrl《Ti03)iSthesolidsolutionofBaTi03andSrTi03，usuallywecallitBSTforconvenience．ItiSallimportantferroelectricmaterialandheatcapacitymaterial，whosecharacterishighdielectricconstant、lowd
6、ielectricwastage、Curietemperaturemovingindifferentcompositionanddielectricconstantvaryingwithnonlinearityoftheelectricfieldatthesametimeete．ItiSwidelyusedinmanyfieldssuchaslarge—scaledynamicmemorizer、micro．wavecoordinationapparatus。whichnowhasbeenthemo
7、stwidelystudiedmaterialinintegrationinstrumentfields．Inthispaper,BSTnanopowderswerepreparedbyhydrothermal，andtheirfilmsOilsinglecrystalSi(111)weresynthesizedbysol—gelhydrothermalmethod．TheformationmechanismoftheBSTpowdersandgelfilms．hydrothermalcrystal
8、lizationbehavior,hydrothermalreactionmechanism，morphologiesandphaseconstituteofBSTfilmswereidentifiedbymeansofDSC．TG、XRD、IR、SEMandAFMtechniques．Theeffectsofcompositionandhydrothermaltreatmentprocess，suchastheheattreatmenttemperatureofpr
