NaCu3Ti3SbxNb1-xO12和NaCu3Ti3SbxTa1-xO12陶瓷的高介電性質(zhì)研究.pdf

1、介電材料是一種利用材料的介電性質(zhì)來制造電容性器件的電子材料，被廣泛地應(yīng)用在電容器、諧振器、濾波器、存儲器等重要電子器件方面。隨著微電子器件日益小型化和集成化，高介電常數(shù)材料在微電子產(chǎn)業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景，特別是在大容量電器和動態(tài)隨機存儲器（DRAM）中有著重要的應(yīng)用。
　　近幾年，一種體心立方結(jié)構(gòu)的CaCu3Ti4O12（CCTO）陶瓷因其巨介電性質(zhì)受到研究者的廣泛關(guān)注。它的介電常數(shù)高達104，而且巨大的介電常數(shù)在較寬的溫度范圍

2、內(nèi)具有高度穩(wěn)定性，是一種有潛在實用價值的新型巨介電材料。但是人們對其巨介電機制仍存在很大爭議，而且其較高的介電損耗及介電常數(shù)對于工藝的敏感性在很大程度上成為 CCTO材料實際應(yīng)用的瓶頸。因此大量的研究者致力于通過使用其它制備方法或摻雜取代來改善 CCTO的介電性能以實現(xiàn)其實用價值。除此之外，有些研究者研究大量的CCTO類陶瓷材料期望能找到一種保持 CCTO陶瓷高介電常數(shù)的同時降低其介電損耗的新型陶瓷材料。
　　本文采用固相法制備了

3、NaCu3Ti3SbxNb1-xO12（x=0～1）陶瓷樣品，并對它們的介電性質(zhì)進行了測量。實驗發(fā)現(xiàn)，這些陶瓷樣品中都觀測到了異常大的介電常數(shù)，并且它們具有同之前文獻報道的 CCTO陶瓷相類似的高介電性質(zhì)。室溫下測量的頻率為20Hz～2 MHz的介電頻譜中，低頻介電常數(shù)高達104以上，1 MHz附近呈現(xiàn)一個介電弛豫。選取x=0.5的陶瓷樣品作為代表進行研究，測量其晶格結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)。X射線衍射圖譜中直接觀察到了CuO第二相的存在。選取1

4、333 K燒結(jié)的NaCu3Ti3Sb0.5Nb0.5O12陶瓷樣品進行進一步研究，發(fā)現(xiàn)高溫下的介電頻譜中，100 KHz以下的頻率區(qū)間出現(xiàn)另外一個介電弛豫，復阻抗譜測量分析證明了晶粒的半導性和晶界的絕緣性，X射線電子能譜分析得知Cu、Ti、Sb和Nb有可變化合價存在。
　　類似地，采用固相法成功制備了NaCu3Ti3SbxTa1-xO12（x=0～1）陶瓷樣品，并對它們的介電性質(zhì)進行了測量，然后以x=0.5的陶瓷樣品作為代表進行進

5、一步研究。實驗發(fā)現(xiàn)，這些陶瓷樣品室溫下的低頻介電常數(shù)高達104以上，室溫下測量的頻率為20Hz～2 MHz的介電頻譜中，1MHz附近呈現(xiàn)一個介電弛豫；高溫下的介電頻譜中，100 KHz以下的頻率區(qū)間出現(xiàn)另外一個介電弛豫。同樣地，復阻抗譜測量分析證明了晶粒的半導性和晶界的絕緣性，X射線電子能譜分析得知Cu、Ti、Sb和Ta有可變化合價存在。
　　這兩種陶瓷樣品的研究結(jié)果與之前對于 CCTO巨介電性質(zhì)起源于內(nèi)部阻擋層電容效應(yīng)（IBLC