基于基板的ABO-,3-鈣鈦礦型納米點(diǎn)制備及表征.pdf

1、ABO3鈣鈦礦型材料具有優(yōu)異的電學(xué)性能如壓電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)，因此在存儲(chǔ)器等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今對(duì)于器件的需求日漸小型化，因此制備出小尺寸和高活性的ABO3型納米材料可促進(jìn)其在光電領(lǐng)域的發(fā)展。基于基板ABO3納米點(diǎn)屬于零維納米材料范疇，本文針對(duì)此種多元組成材料體系制備了鈦酸鉛(PT)、鋯鈦酸鉛(PZT)和鈦酸鋇(BT)納米點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
　　 本文將溶膠-凝膠法和旋涂技術(shù)相結(jié)合形成分相自組裝法，在基

2、板上成功制備了尺寸密度可控的多元組成納米點(diǎn)。在Si基板上制備了PT納米點(diǎn)，研究了納米點(diǎn)的尺寸和密度與溶膠濃度和熱處理溫度的關(guān)系。結(jié)果表明：其納米點(diǎn)尺寸隨PVP濃度的增大而減小，隨Pb濃度的增大而增大；乙酰丙酮濃度可影響基板納米點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，形成三角狀、四方狀或花狀結(jié)構(gòu)；熱處理溫度對(duì)PT納米點(diǎn)的物相影響較大；700℃對(duì)納米點(diǎn)處理后，XRD和TEM同時(shí)顯示形成了鈣鈦礦型PT；PT納米點(diǎn)的尺寸在20-100nm之間，密度范圍可控制在0.4×101

3、0-3.7×1010 dots cm-2。
　　 采用分相自組裝法制備了PZT納米點(diǎn)，研究結(jié)果表明：PZT納米點(diǎn)尺寸隨PVP濃度的增大而變小，隨Ti濃度的增大而增大，與PT形成規(guī)律相似；高鋯鈦比使溶膠粘度增大影響分相，只會(huì)形成薄膜結(jié)構(gòu)；在硅、石英和鈦酸鍶作為基板時(shí)，后兩者上生成的PZT納米點(diǎn)尺寸和分布較為均勻。
　　 采用分相自組裝法制備了BT納米點(diǎn)，結(jié)果表明：由于溶膠薄膜分相不完全，納米點(diǎn)結(jié)構(gòu)不明顯，熱處理溫度上升時(shí)便

4、形成了薄膜形態(tài)。
　　 對(duì)PT納米點(diǎn)場(chǎng)發(fā)射性能進(jìn)行研究，其場(chǎng)發(fā)射電流最高可達(dá)270μAcm-2；同時(shí)還利用CCD觀測(cè)了其場(chǎng)發(fā)射電子轟擊熒光粉的發(fā)光效應(yīng)，發(fā)光均勻一致；經(jīng)過(guò)Fowler-Nordheim變換發(fā)現(xiàn)納米點(diǎn)場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)符合F-N理論，呈較好的線性關(guān)系；顯示出PT納米點(diǎn)具有良好的場(chǎng)發(fā)射性能。
　　 對(duì)PT納米點(diǎn)的鐵電性能和電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)納米點(diǎn)鐵電性能隨納米點(diǎn)尺寸增大變得愈加飽和，電容值在低頻區(qū)迅速減小，到達(dá)高

5、頻區(qū)趨于穩(wěn)定；介電損耗在高度小于50nm的情況下仍可保持較低水平即為0.34。
　　 對(duì)PT和PZT納米點(diǎn)PL譜進(jìn)行研究，其PT和PZT納米點(diǎn)存在發(fā)光現(xiàn)象，PT納米點(diǎn)發(fā)光峰隨Pb含量的不同會(huì)有藍(lán)移現(xiàn)象即從373nm(3.33eV)變到363nm(3.42eV)處；PZT發(fā)光峰在350nm(3.54eV)。其發(fā)光機(jī)理主要基于以下兩個(gè)方面，一方面由于PT無(wú)定型的存在可以引入局部尾態(tài)，在其中有大量自陷電子和空穴。另一方面，無(wú)定型PT中