擇優(yōu)取向鋯鈦酸鋇薄膜制備及電熱效應(yīng)研究.pdf

1、為了保護(hù)人類的生態(tài)環(huán)境，防止大氣臭氧層遭到日趨嚴(yán)重的破壞，探索和發(fā)展不含氟利昂的制冷材料是全世界科技界所面臨的重大研究課題。有效途徑是根據(jù)不同的致冷原理，研制新型致冷器。鐵電材料在絕熱去極化下溫度降低，可實(shí)現(xiàn)致冷。鋯鈦酸鋇(BZT)是一種鐵電材料，因此，可利用其鐵電致冷原理研制環(huán)保型BZT電熱材料。
　　對BZT粉體進(jìn)行TG-DSC、IR、XRD及SEM表征，為BZT薄膜的制備工藝奠定基礎(chǔ)。通過TG-DSC和傅里葉紅外分析確定薄膜

2、的預(yù)燒溫度范圍約為300℃～500℃，通過XRD物相分析確定其退火溫度范圍約為600℃～900℃。通過SEM對850℃下燒結(jié)的BZT粉體進(jìn)行分析，可知BZT粉體的粒度比較均勻，平均粒徑為50nm左右。
　　采用旋涂法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)上制備BZT鐵電薄膜。在粉體分析的基礎(chǔ)上，對BZT薄膜制備進(jìn)行研究，并對BZT薄膜取向生長給予合理解釋。通過XRD、SEM及AFM對BZT薄膜表征，研究了各影響因素如預(yù)燒

3、工藝、退火方式、退火工藝以及PZT(100)緩沖層對BZT薄膜的影響。分析表明：薄膜的結(jié)晶性隨退火溫度的升高有所提高，在850℃進(jìn)行快速退火，保溫10min，可以得到結(jié)晶性較好的薄膜，有一定的(110)擇優(yōu)取向。然而在無緩沖層的基片上制備的薄膜其結(jié)晶性較差，取向度隨溫度變化不大，主要為(110)取向，且BZT薄膜與基片之間有擴(kuò)散；引入PZT(100)緩沖層制備的薄膜其結(jié)晶性明顯提高，BZT薄膜為(100)擇優(yōu)取向，且BZT薄膜與基片間結(jié)