鉭酸鋰熱釋電材料及單元結(jié)構(gòu)仿真研究.pdf

1、鉭酸鋰(LiTaO3)是一種優(yōu)秀的熱釋電材料,由其制作的太赫茲熱釋電探測器具有體積小、性價比高的優(yōu)點,且其生產(chǎn)過程對周圍環(huán)境不存在污染,使其成為軍用、商用制備熱釋電探測器的熱門材料。本論文是對基于LiTaO3的太赫茲熱釋電單元器件進行研究,采用新型的Sol-Gel法制備高性能的LiTaO3薄膜材料,測試了薄膜的介電、鐵電、熱釋電性能,并應(yīng)用軟件對基于實驗材料的探測器進行建模和仿真,為太赫茲熱釋電探測器以后的制備工作提供理論依據(jù)。論文主要

2、的研究內(nèi)容如下:
　　采用新型的Sol-Gel方法制備了高濃度的LiTaO3膠體溶液。使用新型的高溶解度的1.2-丙二醇為實驗的溶劑,制備濃度高達(dá)1.2mol/L的LiTaO3溶液,大大減少了勻膠甩膠重復(fù)的次數(shù),縮短實驗的周期,提高了制備薄膜的效率。
　　研究新型LiTaO3薄膜的制備工藝及其介電、漏電、熱釋電性能。在Pt和FTO導(dǎo)電薄膜電極上制備LiTaO3薄膜,并研究不同襯底材料、不同退火氣氛及溫度對LiTaO3薄膜結(jié)晶

3、的影響;研究不同退火氣氛對LiTaO3薄膜介電常數(shù)、介電損耗的影響;研究Pt與新型FTO導(dǎo)電薄膜為下電極的LiTaO3薄膜鐵電及熱釋電的性能。實驗中,10kHz時Pt和新型FTO導(dǎo)電薄膜下電極上制備的LiTaO3薄膜的介電損耗分別為0.006和0.011,介電常數(shù)分別為45和54;兩種襯底上薄膜漏電電流分別為4.67×10-8 A/cm2和5.12×10-7A/cm2;在64℃時,其熱釋電系數(shù)值分別為1.43×10-8μC/(cm2·K

4、)和1.22×10-8μC/(cm2·K);計算制備LiTaO3薄膜的電壓響應(yīng)優(yōu)值和探測度優(yōu)值,其值分別為0.99×10-10·C·cm·J-1和0.61×10-8·C·cm·J-1。本實驗制備的材料與其它類型的熱釋電材料相比更有優(yōu)勢。
　　應(yīng)用IntelliSuite軟件對基于LiTaO3薄膜的太赫茲熱釋電探測器的板凳型和錐型結(jié)構(gòu)進行建模與仿真。并將錐型結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的板凳型結(jié)構(gòu)進行對比,研究不同尺寸的探測器和不同的接觸面積對探測器