BST和PZT薄膜的制备及性能研究
钙钛矿结构的材料因其具有压电性、铁电性、热释电性等物理特性而被广泛应用于各个领域。开展有关钙钛矿结构材料的微纳结构可控制备的研究，探索其不同微纳结构对其性能的影响，为其实际应用提供指导，具有一定的科学意义。 本文首先简要概述了钙钛矿结构材料的晶体结构特点及其相关性能，并分别对(Ba,Sr)TiO3(BST)、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)材料的特征进行了概述，并对各种制备钙钛矿材料的方法进行了对比分析。在此基础上，利用溶胶-凝胶的方法成功制备出了具有钙钛矿结构的BST以及PZT薄膜。利用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、Agilent4294A精密阻抗分析仪等手段系统地探究了这些材料的物相及微结构，揭示了其形成机理；获得了制备这些材料的工艺方法，并对其相关性能进行了研究。 采用溶胶-凝胶制备工艺，通过对实验条件的优化，成功制备出了纯相的(Ba0.6Sr0.4)TiO3(BST)薄膜，并对BST薄膜进行了A位不同量的K、Nd共掺杂。研究表明，在BST中引入K+、Nd3+使薄膜的介电常数，铁电性和调谐量均减小，并且改善了薄膜的介电损耗。此外，掺杂后的薄膜的FOM均比纯BST的高，这表明可以通过在BST中掺杂K、Nd来改善薄膜的性能。 在前一个工作的基础上，利用溶胶-凝胶的方法制备出了不同Nd(Zn0.925Co0.075)0.5Ti0.5O3含量的 xNd(Zn0.925Co0.075)0.5Ti0.5O3-(1-x)Ba0.7Sr0.3TiO3(xNZCT-BST)薄膜，并探讨不同NZCT含量对NZCT-BST薄膜的微观结构，表面形貌，介电调谐性能的影响，并简单分析了其相关影响机理。 采用溶胶-凝胶的制备方法，制备出了不同 Ba含量的(Pb1-xBax)(Zr0.52Ti0.48)O3(PBZT)薄膜。利用XRD、AFM及4294A等手段对其物相，微结构以及相关电学性能进行了一定的探讨。总体来看，随着Ba掺杂含量的增加，PBZT薄膜介电损耗先降低后增加，但总体仍比纯PZT薄膜的介电损耗低，掺杂含量在10％时介电损耗达到最低。在此基础上，制备了不同La掺杂量的(Pb0.4Ba0.6)1-xLax(Zr0.52Ti0.48)O3(PBLZT)，探讨了不同La掺杂量对PBLZT薄膜的微结构及介电调谐性能的影响，并分析了呈现该变化可能的原因。
钛酸锶钡;锆钛酸铅;溶胶-凝胶法;介电性能;晶体结构;PZT薄膜
三峡大学
硕士
机械制造及其自动化
孙小华
2015
中文
O484.4
72
2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）