鈮鋅酸鍶鋇微波介質(zhì)陶瓷薄膜材料的制備和表征.pdf

1、我國微波通訊業(yè)的飛速發(fā)展，極大地促進(jìn)了微波介質(zhì)陶瓷材料及其器件的研究。微波介質(zhì)器件的小型化和高度的集成化成為了通信器件發(fā)展的必然，陶瓷塊狀材料的尺寸最少也需要λ/4，遠(yuǎn)不能滿足小型化和集成化的要求，因此，微波介質(zhì)陶瓷薄膜應(yīng)運(yùn)而生。微波介質(zhì)陶瓷薄膜是指應(yīng)用于微波頻段電路中作為介質(zhì)材料，并完成一種或多種功能的陶瓷薄膜，是現(xiàn)代通訊中廣泛使用的諧振器，濾波器，介質(zhì)基片等微波元器件的關(guān)鍵材料。高的介電常數(shù)，近零的頻率溫度系數(shù)，以及低于塊狀材料的結(jié)

2、晶溫度，使得對于微波介質(zhì)陶瓷薄膜的研究在國內(nèi)外廣泛興起。
　　微波介質(zhì)陶瓷(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3的A位二價(jià)Sr2+離子取代固溶，形成(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3型微波介質(zhì)陶瓷材料具有優(yōu)異的介電特性。其中介質(zhì)損耗是0.69×10-4(1MHz)；容量溫度系數(shù)為-2.1×10-6/℃；在微波頻率下(3.842GHz)測得的Q為3365。(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3

3、)O3微波介質(zhì)陶瓷在微波下具有優(yōu)異的介質(zhì)特性，可以廣泛應(yīng)用于厘米，毫米波段，使用在雷達(dá)，導(dǎo)航，微波通信，衛(wèi)星通訊等設(shè)施上。
　　。我們課題組已經(jīng)采用磁控濺射技術(shù)，利用化學(xué)計(jì)量比的(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3為靶材，制備薄膜。但是這種薄膜存在著很多的不足，例如，結(jié)晶程度低，薄膜不夠致密，氧空位較多，以及與靶材成分偏離程度大等問題。在本論文中，我們調(diào)整了靶材的成分，在化學(xué)計(jì)量比(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/

4、3Nb2/3)O3靶材的基礎(chǔ)上，另外添加1摩爾的ZnO用以補(bǔ)償濺射和退火過程中Zn的揮發(fā)。
　　本論文的研究主要包括兩方面內(nèi)容，首先我們利用射頻磁控濺射技術(shù)和熱退火技術(shù)，采用添加了1mol ZnO的(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3為靶材在單晶SiO2(110)襯底上制備(Ba0.3Sr0.7)(Zn1/3Nb2/3)O3薄膜，研究了氧氬比，基片溫度，退火溫度，退火時(shí)間對薄膜的影響，同時(shí)利用X射線衍射(XRD)，

5、X射線光電子能譜(XPS)分析，以及掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)為測試手段，對薄膜結(jié)構(gòu)、成分和形貌進(jìn)行了分析與表征。
　　(1)對制備的BaO-SrO-ZnO-Nb2O5薄膜結(jié)構(gòu)樣品我們進(jìn)行了以電子顯微技術(shù)為主的測試與表征，主要包括掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射(XRD)。還有可以半定量分析元素含量比的X射線光電子能譜(XPS)分