BST摻雜改性的研究及其薄膜制備.pdf

1、鈦酸鍶鋇（BaxSr1-xTiO3，簡(jiǎn)稱BST）在研制電可調(diào)諧器件(如微波鐵電移相器)具有巨大的應(yīng)用潛力。但純BST在調(diào)諧率較高時(shí)，介電常數(shù)較高，損耗也比較大，還不能完全滿足制備微波鐵電移相器的要求。本文通過(guò)對(duì)BST 進(jìn)行摻雜改性研究，期望研制出高調(diào)諧率、低損耗、介電常數(shù)適中的優(yōu)良綜合性能的BST塊體及其薄膜材料，最終能滿足器件設(shè)計(jì)的要求。
　　 本文采用“復(fù)合摻雜”和“替位摻雜”相結(jié)合的摻雜改性思路，分別對(duì)低鋇(x=0.40)

2、和高鋇(x=0.55)兩種BST材料進(jìn)行了摻雜改性研究。對(duì)于低鋇BST材料，實(shí)驗(yàn)制備了La2O3 摻雜的Ba0.4Sr0.6TiO3/MgO的復(fù)合陶瓷材料，微觀性能測(cè)試結(jié)果顯示：樣品中BST與MgO 形成了較良好的復(fù)合結(jié)構(gòu)，La3+進(jìn)入BST 晶格形成了“替位摻雜”效應(yīng)；電性能測(cè)試表明：微量La2O3摻雜能有效地降低BST 材料的微波介電損耗，0.5wt％La2O3 摻雜量的樣品在10GHz 頻率下測(cè)試的介電常數(shù)為ε=91.5，介電損耗

3、為tanδ=8×10?4 ；低頻調(diào)諧率為17.6％ (2KV/mm)。對(duì)于高鋇BST 材料，實(shí)驗(yàn)制備了La2O3 摻雜的Ba0.55Sr0.45TiO3/Mg2TiO4的復(fù)合陶瓷材料，微觀結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明：當(dāng)La2O3的摻入量為1.2wt％時(shí)，La3+進(jìn)入BST 晶格，且其過(guò)程抑制了Ba0.55Sr0.45TiO3/Mg2TiO4 復(fù)合材料體系中的Ti 從+4 向+3 價(jià)轉(zhuǎn)化；電性能測(cè)試結(jié)果表明：Mg2TiO4和La2O3的摻入能分別較

4、明顯地降低介電常數(shù)和微波介電損耗，當(dāng)La2O3 摻入量為1.2wt％時(shí)其微波（f=10GHz）介電常數(shù)為ε=52，介電損耗tanδ=0.0011，低頻下調(diào)諧率13.6％（3KV/mm）。將0.5wt％La2O3 摻雜的Ba0.4Sr0.6TiO3/MgO 復(fù)合陶瓷材料加工成濺射靶材，利用磁控濺射法制備了BST 薄膜材料。微觀測(cè)試結(jié)果顯示所制備的BST薄膜致密、無(wú)裂紋，低頻下(f=100KHz)測(cè)試其常數(shù)ε=176.5，介電損耗tanδ=