鉀鎂交替摻雜BST薄膜相結(jié)構(gòu)特征及介電性能研究.pdf

1、鈦酸鍶鋇(Ba0.6Sr0.4TiO3, BST)鐵電薄膜作為新一代微波調(diào)諧材料，具有廣闊的應(yīng)用空間和重要的研究意義。本論文主要研究鉀(K)鎂(Mg)交替摻雜對(duì)BST薄膜相結(jié)構(gòu)特征及介電性能的影響。采用改進(jìn)的溶膠-凝膠(Sol-gel)法制備K摻雜、Mg摻雜、K/Mg交替及Mg/K交替摻雜BST薄膜，首先利用XRD研究薄膜的相結(jié)構(gòu)，并對(duì)薄膜鐵電-順電相變溫度進(jìn)行探索研究，然后對(duì)不同摻雜濃度薄膜的表面化學(xué)態(tài)和表面形貌進(jìn)行對(duì)比研究，最后圍繞

2、交替摻雜對(duì)介電常數(shù)、調(diào)諧率、優(yōu)質(zhì)因子等介電性能參數(shù)的影響進(jìn)行分析，建立其與相結(jié)構(gòu)的關(guān)系，主要研究結(jié)果如下：
　　1.研究鉀鎂交替摻雜BST薄膜的相結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明：鉀鎂單一及交替摻雜均有助于薄膜形成鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，使鈣鈦礦(110)特征峰強(qiáng)度變大。衍射峰峰位向2θ角減小方向偏移，晶格常數(shù)變大，半高寬展寬，對(duì)應(yīng)更小的晶粒尺寸和介電損耗。摻雜K時(shí)，K+主要進(jìn)入A位替代Sr2+；摻雜Mg時(shí)，Mg2+主要進(jìn)入B位替代Ti4+。介溫特性測試表

3、明：與未摻雜相比，鉀鎂單一和交替摻雜均使薄膜表現(xiàn)出良好的溫度特性，其中交替摻雜效果更佳。在-50~100?C范圍內(nèi)薄膜未出現(xiàn)明顯的鐵電-順電相變現(xiàn)象，介電常數(shù)變化平穩(wěn)。
　　2. XPS、SEM及AFM分析表明，鉀鎂交替摻雜在促進(jìn)薄膜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)形成和降低介電損耗等方面與單一摻雜相比優(yōu)勢明顯。交替摻雜后，薄膜光滑致密、無縮孔，具有明顯優(yōu)勢，通過介電性能的測試可進(jìn)一步得到驗(yàn)證。
　　3.對(duì)不同摻雜方式、不同摻雜濃度、不同測試頻率