高性能BaSnxTi1-xO3薄膜的制備與壓電性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、鈦酸鋇系壓電材料具有優(yōu)異的鐵電和壓電性能，是最有希望替代含鉛的鋯鈦酸鉛(PbZrTiO3，PZT)鐵電材料，制備高性能無鉛壓電器件的主要原材料。本研究以準(zhǔn)同型相界（Morphotropic phase boundary，MPB）理論為基礎(chǔ)，在BaTiO3晶格中摻雜一定量A位或B位原子，采用溶膠凝膠法(sol-gel)制備出錫鈦酸鋇BaSnxTi1-xO3（簡稱BTS）溶膠，進(jìn)而通過勻膠機(jī)旋涂在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100

2、)等基底上煅燒成薄膜，采用光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)，差示掃描量熱技術(shù)(DSC/TG)，TF2000型鐵電測試儀，阻抗分析儀（PIA）和原子力顯微鏡等對BTS進(jìn)行表征。系統(tǒng)探討了去離子水摻入量、退火溫度、基底材料對BTS薄膜的微觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)以及薄膜電學(xué)性能的影響規(guī)律及其機(jī)制，取得了以下創(chuàng)新成果:
　　1.BTS薄膜的鐵電、壓電性能在水鈦比（H2O與鈦醇鹽的物質(zhì)量的比）為2.0時(shí)達(dá)到最優(yōu)值。
　　2.當(dāng)溫度達(dá)到65

3、0℃，BaCO3和TiO2(SnO2)混合反應(yīng)開始逐漸生成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BTS晶體。
　　3.當(dāng)達(dá)到BTS晶體形成溫度以后（大于650℃:700℃，750℃，800℃，850℃），750℃時(shí)BTS薄膜具有均勻致密的表面形貌和完全的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)以及最優(yōu)的電學(xué)性能。
　　4.高性能BaSn0.11Ti0.89O3薄膜的綜合優(yōu)化條件:選擇Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)作為基底材料，溶劑為乙二醇甲醚，催化劑為無水乙酸

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