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文檔簡介
1、巨介電材料主要應(yīng)用在高性能的電容性器件,例如微電子領(lǐng)域器件和高能儲設(shè)備等,隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,巨介電材料變得日益重要。近些年來, CaCu3Ti4O12(CCTO)因其不同尋常的室溫介電常數(shù)ε'(>104)而受到廣泛關(guān)注。CCTO的巨介電常數(shù)對頻率和溫度的依賴程度很低,且在很寬的頻率和溫度范圍內(nèi)基本保持不變,僅此而言,CCTO具有很廣闊的應(yīng)用前景。但是,CCTO的低頻介電損耗過大,由此帶來的劣勢影響了其在電子科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用。為了弄
2、清楚 CCTO陶瓷的巨介電常數(shù)的來源,研究者對其電學(xué)性質(zhì)進行了詳盡的研究。通過復(fù)阻抗譜等測試,確定 CCTO陶瓷具有電不均勻性,其晶粒具有半導(dǎo)性,晶界具有絕緣性?;诖私Y(jié)果,內(nèi)部阻擋層效應(yīng)(IBLC)似乎是CCTO陶瓷巨介電常數(shù)來源的最合理解釋。根據(jù)IBLC效應(yīng),其低頻介電損耗tanδ主要由下面的公式?jīng)Q定:tanδ≈1/(ωRgbCp),其中,ω為角頻率,Rgb為絕緣性晶界的電阻, Cp為陶瓷的電容。根據(jù)上述等式不難發(fā)現(xiàn),增加晶界電阻是
3、一種有效的降低CCTO陶瓷在低頻區(qū)間介電損耗的方法。
氧化物MgO具有很好的絕緣性。本論文設(shè)計將MgO納米粉末包覆在CCTO陶瓷微粉的外表面,制備具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的CCTO/xMgO(x=0、0.5、1和2)復(fù)合陶瓷樣品。然后將CCTO/MgO復(fù)合陶瓷樣品在氧氣中進行退火處理,以增加復(fù)合陶瓷樣品晶界的絕緣性,降低陶瓷樣品的低頻介電損耗。在本論文中, CCTO/MgO(但是相關(guān)測試證明,得到的是CCTO/MgTiO3陶瓷樣品)
4、復(fù)合陶瓷樣品是通過類溶膠-凝膠法制備的。樣品制備后,對其進行了微觀結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性質(zhì)的測試。本論文又用類似的實驗方法制備了CCTO/xTiO2(x=0、0.5、1和2)復(fù)合陶瓷樣品,之后同樣進行了微觀結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性質(zhì)的測試。實驗結(jié)果顯示,我們獲得了具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的CCTO/氧化物復(fù)合陶瓷樣品。在降低陶瓷的低頻介電損耗方面,CCTO/MgTiO3復(fù)合陶瓷沒有取得良好的結(jié)果,而CCTO/TiO2復(fù)合陶瓷取得了良好的結(jié)果。具有“核-殼”結(jié)構(gòu)
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