Sol_Gel法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展

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Sol-gel法制备BaZrxTi2-xO5薄膜及其性能研究的开题报告

Sol-gel法制备BaZrxTi2-xO5薄膜及其性能研究的
开题报告
题目：Sol-gel法制备BaZrxTi2-xO5薄膜及其性能研究
一、研究背景
BaZrxTi2-xO5（BZT）是一种重要的铁电固体材料，具有优异的电学性能。

由于其具有良好的介电常数、压电常数、热稳定性和抗疲劳性等
特性，BZT已成为电子器件和电子陶瓷材料的研究热点。

在实际应用中，BZT通常以薄膜的形式制备，以提高器件的效率和可靠性。

其中，Sol-
gel法作为一种简单、低成本、可控制备和可大面积制备的方法，已被广泛地应用于薄膜的制备领域。

二、研究内容
本研究旨在通过Sol-gel法制备BZT薄膜，并对其基本性质、电学性能及光学性能进行研究。

具体研究内容包括：
1. 优化Sol-gel法制备BZT薄膜的工艺参数，如前驱体浓度、表面
张力调节剂、烧结温度等。

2. 利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及原子
力显微镜（AFM）等技术对BZT薄膜的微观结构和形貌进行表征。

3. 测量BZT薄膜的介电特性、压电特性、热稳定性以及抗疲劳性等电学性能，并对其进行分析和研究。

4. 研究BZT薄膜的光学性能，如透过率、反射率、折射率等，并利用紫外可见吸收光谱仪（UV-Vis）对其进行表征。

三、研究意义
本研究可以对Sol-gel法制备BZT薄膜的基本工艺进行研究和优化，为其在电子器件和电子陶瓷材料领域的应用提供技术支持。

同时，通过
对BZT薄膜的电学性能和光学性能进行分析和研究，可以为其在电子输运和光学器件方面的应用提供理论基础和支持。

Sol-Gel法制备ZnO多孔薄膜及其结构和光学性能研究的开题报告

Sol-Gel法制备ZnO多孔薄膜及其结构和光学性能
研究的开题报告
1. 研究背景:
随着科技的飞速发展，材料科学领域也得到了广泛的发展。

具有多孔性的材料在光学、电子、化学等领域中具有广阔的应用前景。

因此，多孔材料的研究引起了广泛的关注和研究。

在本次研究中，我们将通过使用Sol-Gel法制备ZnO多孔薄膜，并研究其结构和光学性能。

2. 研究目的:
(1) 通过Sol-Gel法制备ZnO多孔薄膜，并对其成分、结构、形貌等进行表征；
(2) 对ZnO多孔薄膜的吸光性能和发光性能进行研究；
(3) 探究制备工艺条件对ZnO多孔薄膜结构和光学性能的影响。

3. 研究方法:
(1) 使用Sol-Gel法制备ZnO多孔薄膜；
(2) 利用SEM、XRD、UV-Vis等表征技术对ZnO多孔薄膜的成分、结构、形貌等进行表征；
(3) 利用荧光光谱仪对ZnO多孔薄膜的发光性能进行研究；
(4) 根据实验结果分析制备工艺条件对ZnO多孔薄膜结构和光学性能的影响。

4. 研究意义:
(1) 为多孔材料的制备及其相关领域的研究提供参考；
(2) 增进对ZnO多孔材料结构和光学性能的理解；
(3) 为提高ZnO多孔材料制备工艺的掌握程度提供科学依据。

通过对ZnO多孔薄膜制备和性能的研究，有望在材料科学领域中取得新的突破和进展，为相关领域的研究和应用提供重要的理论基础和技术支持。

Sol-Gel法制备LaNiO3Bi4Ti3O12异质薄膜及性能研究的开题报告

Sol-Gel法制备LaNiO3Bi4Ti3O12异质薄膜及性能
研究的开题报告
一、研究背景与意义
铁电材料是一类具有特定结构、呈现出电极化和介电等物理性质的
材料。

其在储能、传感、非易失性存储、信息处理等领域具有广泛应用。

相比于传统的具有铁电性的材料，Bi4Ti3O12 （BTO）具有更高的铁电畴壁能和更强的抗电磁辐射能力，因此被认为是具有巨电介质常数的理想
铁电材料。

同时，BTO材料在制备过程中也存在一些问题，如薄膜的结
晶度、电极材料的选择和二次相等问题等。

因此，研究BTO材料的制备、性能及其在器件中的应用有重要的理论和应用价值。

二、研究内容与方法
本文旨在制备具有优异性能的LaNiO3Bi4Ti3O12异质结薄膜，并研
究其结构和性能。

研究方法包括Sol-Gel法制备LaNiO3和BTO的前驱体溶胶，采用射频磁控溅射法在具有良好晶体结构的LaNiO3衬底上制备LaNiO3Bi4Ti3O12异质结薄膜。

通过TEM、SEM、XRD、HRTEM等分析
手段研究薄膜的显微结构和晶体性质；通过FE-SEM、LRS、C-V等测试
手段研究薄膜的电学性能；同时还将利用FE-SEM、P-E、I-V等分析手段，研究该异质结薄膜的铁电和电学性能，并探究其在储能、传感等领域的
应用。

三、预期成果与意义
该异质结薄膜具有优异的铁电和电学性能，并具有广泛的应用前景。

因此，本研究将具有重要的学术和应用价值，预计能够在铁电材料领域
取得一定的研究突破，具有一定的推广和应用价值。

Sol-Gel法旋转涂覆制备ZnO薄膜及其光电性质的研究的开题报告

Sol-Gel法旋转涂覆制备ZnO薄膜及其光电性质的研究的开题报告一、选题背景氧化锌（ZnO）薄膜由于其优良的光电性质在太阳电池、光电器件、传感器等领域有着广泛的应用。

现有的制备方法中，Sol-Gel法由于其制备简单、成本低廉等优点成为一种研究热点。

此外，旋转涂覆技术能够制备均匀薄膜，因此可与Sol-Gel法进行结合，制备具有优异性能的ZnO 薄膜。

二、研究目的本研究的目的是通过Sol-Gel法旋转涂覆制备ZnO薄膜，并研究薄膜的表征性质、光电性质、结构性质等，并探究制备过程中参数对薄膜性质的影响。

三、主要研究内容1. 选择适宜的前驱体、溶液比例、旋转涂覆参数等制备均匀的ZnO薄膜；2. 通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱等手段表征薄膜的形貌、结构等性质；3. 测量薄膜的光电性质，包括光学带隙、透过率、光电流等。

四、研究意义通过研究Sol-Gel法旋转涂覆制备ZnO薄膜的技术，可以提高ZnO薄膜的质量，优化其光电性能，进一步拓宽其在光电器件、太阳电池等领域的应用前景。

同时，对于Sol-Gel法及旋转涂覆技术的推广应用具有一定的指导意义。

五、研究方法实验中将选择适宜的前驱体、控制溶液比例、旋转涂覆参数等，制备ZnO薄膜；利用SEM、XRD、拉曼光谱等手段对薄膜进行表征，测量其光电性质，分析不同制备参数对薄膜性质的影响。

六、可行性分析Sol-Gel法具有制备可控、操作简单、材料来源广泛等优点，而旋转涂覆技术则能够制备均匀的薄膜，两种技术结合具有较高的可行性。

此外，先前的研究也表明该制备方法得到了较好的应用和研究。

七、预期进展本课题预计可以制备具有优异性能的ZnO薄膜，并对其性质进行深入研究。

同时，对制备过程中参数的影响和优化方向进行探讨，有望提出新的优化方案，进一步提高该制备方法的性能和应用范围。

Sol-Gel法制备PbTiO_3陶瓷

Sol-Gel法制备PbTiO_3陶瓷
强亮生;余大书;吴晓松;张洪喜;徐崇泉
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】1998(20)4
【摘要】用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备了ＰｂＴｉＯ３陶瓷，观察了结晶情况，并测
定了某些电性能。

实验表明，用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备的ＰｂＴｉＯ３陶瓷纯度高，致密性好、晶粒均匀，且有良好的介电性能和铁电性能。

【总页数】4页(P259-262)
【关键词】Sol-Gel法;介电性能;铁电性能;PT陶瓷
【作者】强亮生;余大书;吴晓松;张洪喜;徐崇泉
【作者单位】哈尔滨工业大学应用化学系
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.758
【相关文献】
1.Sol-Gel法块状透明Al_2O_3陶瓷的制备及结构 [J], 王晶;英宏;翟玉春;高宏;牟
惟华
2.择优取向的PbTiO_3玻璃陶瓷薄膜的Sol-Gel制备及结构 [J], 包定华;张良莹;
姚熹
3.采用气相稀土扩渗法制备PbTiO_3基导电陶瓷 [J], 郝素娥;韦永德;黄金祥;孙亮
4.镨气相扩渗PbTiO_3陶瓷的制备及其电性能 [J], 杨雪梅;郝素娥;韦永德
5.Sol-Gel法引入添加剂制备低温烧结 ZnTiO3微波介质陶瓷 [J], 张启龙;杨辉;童建喜
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Sol－gel法制取Al_2O_3系陶瓷涂层的研究

Sol－gel法制取Al_2O_3系陶瓷涂层的研究
魏续占;田宝辉;王流火;刘彦庆;何培之
【期刊名称】《西安地质学院学报》
【年(卷),期】1995(17)4
【摘要】本文研究了用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－ｇｅｌ）法制备Ａｌ２Ｏ３系陶瓷涂层的工艺过程和反应原理，阐述了溶胶制备，涂层工艺及其影响因素等问题，结果表明，涂层的性质与溶胶的性质、溶胶与基层的润湿性认及徐覆工艺有关。

Ａｌ（ＯＨ）３溶胶的粘度应控制在２４～４６ｃｐ，烧结加热速率不易高于１℃／ｍｉｎ；选用添加剂和多次涂覆技术等可以增加涂层厚度。

【总页数】5页(P87-91)
【关键词】Sol-gel法;涂层制备;氧化铝;金属材料
【作者】魏续占;田宝辉;王流火;刘彦庆;何培之
【作者单位】西安地质学院应化系,北京航空航天大学,西安交通大学化工系
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.453
【相关文献】
1.MnSb系压电陶瓷材料sol-gel法合成工艺研究 [J], 孙华君;刘晓芳;陈文
2.Sol—gel法制取Al2O3系陶瓷涂层的组织与性能 [J], 魏续占
3.Sol—gel法制取Al2O3系陶瓷涂层的研究 [J], 魏续占;田宝辉
4.Sol-Gel法块状透明Al_2O_3陶瓷的制备及结构 [J], 王晶;英宏;翟玉春;高宏;牟
惟华
5.Sol－gel法制取Al_2O_3系陶瓷涂层的组织与性能 [J], 魏续占
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铁酸铋薄膜sol-gel方法的制备、掺杂及电性能研究

铁酸铋薄膜sol-gel方法的制备、掺杂及电性能研究铁酸铋薄膜sol-gel方法的制备、掺杂及电性能研究摘要：随着科学技术的发展，铁酸铋薄膜作为一种新型的功能材料受到了广泛关注。

铁酸铋薄膜因其优异的电学性能和应用潜力，在光电器件、传感器和能源存储等领域具有重要的应用价值。

本文通过sol-gel方法制备了铁酸铋薄膜，并通过掺杂改变其结构和电学性能，研究了铁酸铋薄膜的制备、掺杂及电性能。

1. 引言铁酸铋是一种具有较高介电常数和费米能级较低的铁电材料，具有优异的光电特性和电子结构。

传统的制备方法中常采用物理气相沉积和磁控溅射等技术，但这些方法存在着成本高、制备复杂以及无法实现大面积制备的问题。

而sol-gel方法则具有制备简单、成本低、工艺灵活等优点，因此被广泛应用于铁酸铋薄膜的制备研究中。

2. 铁酸铋薄膜的制备方法2.1 溶胶制备首先，通过溶胶制备方法制备了铁酸铋前驱体溶胶。

选取适量的铋酸铋、铁盐和适宜溶剂，先将其溶解并搅拌混合，形成均匀溶胶。

然后通过离心分离，得到适当稠度的铁酸铋溶胶。

2.2 凝胶制备将铁酸铋溶胶转变为凝胶，通过溶胶的水解缩聚反应，得到凝胶状态的铁酸铋物质。

同时，通过控制水解缩聚的参数，如PH值、温度和反应时间等，可以调节凝胶的结构和形貌，从而影响最终薄膜的性能。

2.3 薄膜制备通过旋涂、喷雾、浸渍等方法，将凝胶涂覆在基底上，形成均匀的铁酸铋薄膜。

此外，可通过热处理和煅烧等方法，使薄膜的结构更加稳定和致密。

3. 掺杂改性及电性能研究为了进一步提高铁酸铋薄膜的性能，本文对铁酸铋薄膜进行了不同掺杂改性，并研究了其电学性能。

3.1 元素掺杂通过引入其他金属元素，如钙、锰等，对铁酸铋薄膜进行掺杂改性。

实验结果表明，掺杂元素的引入能够有效改善铁酸铋薄膜的晶体结构和电学性能。

同时，不同掺杂元素对铁酸铋薄膜的影响也存在差异，需要进一步研究优化。

3.2 同质和异质掺杂在铁酸铋薄膜中加入其他同质或异质材料，如氧化锰、氧化镍等，可以调节铁酸铋薄膜的结构和电学性能。

Sol-gel法制备BST薄膜取向生长影响因素及性能研究的开题报告

Sol-gel法制备BST薄膜取向生长影响因素及性能研究的开题报告题目：Sol-gel法制备BST薄膜取向生长影响因素及性能研究研究背景和意义：钛酸锶钡（BST）是一种具有良好介电性能和良好的电场响应特性的铁电材料，广泛应用于电容器、微波器件、天线等领域。

在这些应用中，取向生长的BST薄膜具有更好的电学性能和稳定性，因此制备高质量的取向生长BST薄膜具有重要的意义。

目标：本项目旨在通过Sol-gel方法制备高质量的取向生长BST薄膜，并研究其取向生长的影响因素及性能。

研究内容：1. 探究不同模板表面对BST薄膜取向生长的影响；2. 研究前驱体粘度和浓度对BST薄膜取向生长的影响；3. 分析薄膜的结构、晶化程度、表面形貌等性质；4. 测试薄膜的介电性能和电学稳定性。

研究方法：1. 采用Sol-gel法制备BST前驱体溶液；2. 将前驱体溶液通过自组装技术在不同模板表面自组装形成BST薄膜；3. 采用X射线衍射仪、扫描电镜等表征手段分析薄膜的结构、晶化程度、表面形貌等性质；4. 测试薄膜的介电性能和电学稳定性。

期望结果：1. 确定影响BST薄膜取向生长的关键因素；2. 制备出高质量的取向生长BST薄膜；3. 分析BST薄膜的结构、晶化程度、表面形貌等性质；4. 测试薄膜的介电性能和电学稳定性，为其在电容器、微波器件、天线等领域的应用提供可靠的材料支持。

参考文献：1. Binhua Ren, Yuanyuan Wang, Shengping Ruan, Lijun Xu. Epitaxial growth of Ba0.5Sr0.5TiO3 on SrTiO3 single crystal substrate by sol-gel method[J]. Applied Surface Science, 2013, 263: 599-604.2. Wei Duan, Qin Luo, Xingliang Li. Sol-gel derived Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films: Growth and characterization[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2015, 622: 935-943.3. Yang Lu, Chongyang Yin, Dongfei Li, Zhenghua Tang, et al. Preparation, Characterization and Dielectric Properties of Ba0.6Sr0.4TiO3 Films by Sol-Gel Method[J]. Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2016, 4: 38-43.。

Sol-Gel法在不同衬底上制备的LaNiO3导电薄膜的性能研究

关键词：胶凝胶法；ａＯ薄膜；Ｚ薄膜；ＲＡＦ；电性能溶ＬＮｉａＰＴＸＤ；Ｍ介
中图分类号：Ｆ８Ｎ６Ｍ２：Ｆｌ文献标志码：Ａ文章编号：６２３６（０Ｏ００４０１７７７２１）６０９ — ４
ｒｉｅｔｂｔｉｎｎ（ｙＡｕｍｃＦｏｒｅＭｉｒｃｅ（ＡＦＭ）ＥｎｅｇｙＩｉｐｒｉｅｔｏｍｅｅｒ（ｃｃｏｓｏｐ．ｒ）ｓｃｓｖｅＳｐｃｒｔＥＤＳ）ｒｓｌｓｃｌｔｌｕｓｈｃｍｐｅｕｔａｒｅｌｔｅｏｏ
ＡｂｔａｔＢｙＳｌｌｍｅｈｄｏｄｃｉｅＩＮｉ）ｈｎｆｌｒｒ［ｒｄ０］Ｓ（Ｏ）ＳＯ２Ｓ，ｎ／Ｆｕｏｔａｅｓｒｃ：ｏｔｏ，ｃｎｕｔｖ．（１ｉｉＧｅａｍｓａｃｐｅ／ｅＩｉ１０，ｉ／ｉａｄＰｔｉｌｒｔｓａｓｓｕｉｇｒｐｄｔｅｍａｎｍａｉｇｔｅＰＴｅｅｅｔｉｔｉｆｍｓｄｐｓｔｏＩＮＯ／ｉａｄＰｔＴｉｓｂｔａｅ．Ｔｈｓｎａｉｈｒｌａｉｌ，ｈｎＺｆｒｏｉｃｒｃｈｎｉｅｏｉｎｎｒｌＳｎ／ｕｓｒｔｓｅ
摘
要：用溶胶凝胶法快速成膜工艺分别在Ｓ（０，Ｓ０／ｉＰ／ｉＳＯ／ｉ同基底上制备ＩＯ导电薄膜，采ｉ１０，ｉ。Ｓ，ｔＴ／ｉ２Ｓ不）ｍＮｉ
并分别以Ｌ）Ｐ／ｉ基底制备ＰＴ薄膜通过ＸＤ，Ｆ，ＤＮ（和ｔＴ为ＺＲＡＭＥＳ等测试手段对Ｌ０导电薄膜的结构及组Ｎ

Sol-gel法制备掺La的铁酸铋多铁性薄膜及其磁性能的研究的开题报告

Sol-gel法制备掺La的铁酸铋多铁性薄膜及其磁性
能的研究的开题报告
一、选题背景
多铁性材料是同时具有不同物理性质（如磁性和铁电性质）的材料。

其中铁电铁磁多铁性材料具有潜在的应用前景，可以用于新型存储器、
传感器等领域。

铁酸铋是一种典型的铁电铁磁多铁性材料，在薄膜形式
下具有更广泛的应用前景。

随着磁控溅射、化学气相沉积等技术的发展，制备铁酸铋薄膜的方
法也越来越多。

其中，Sol-gel法具有简单、成本低等优点，可以制备出
高质量、均匀性好的铁酸铋薄膜。

但是，纯铁酸铋薄膜的磁性能较差，
需要通过掺杂提高其磁性能。

因此，本文选取Sol-gel法为制备方法，掺入La元素作为提高铁酸
铋薄膜磁性能的掺杂元素，研究掺La的铁酸铋多铁性薄膜的制备工艺和磁性能。

二、研究内容
1. 探究Sol-gel法制备铁酸铋多铁性薄膜的制备工艺，分析制备工艺对薄膜结构和磁性能的影响。

2. 掺入不同浓度的La元素，制备出一系列掺La的铁酸铋多铁性薄膜。

对掺杂浓度的变化与薄膜结构和磁性能的关系进行研究。

3. 对所得到的掺La的铁酸铋多铁性薄膜进行表征，包括晶体结构、表面形貌、磁性能等方面。

通过磁性能测试探究掺La的铁酸铋多铁性薄膜的磁性能特点，如磁滞回线、矫顽力等。

三、研究意义
本研究将探究Sol-gel法制备铁酸铋多铁性薄膜的一系列工艺问题，研究掺La对铁酸铋多铁性薄膜磁性能的影响，为多铁性材料的应用提供实验数据支持。

同时，本研究还可以为溶胶凝胶法制备其他多铁性材料提供参考。

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温度范围内制备了 SrBi2 Ta2 O9 ( SBT) 薄膜 , 发现在
700 ℃ 和 750 ℃ 退火可以形成 ( 200) 择优取向的薄膜。
2 Pr 的增大主要是由于薄膜的 c 轴取向度减小的缘
他们认为 ,在薄膜热处理过程中 , 由于衬底的约束 , 薄膜中总存在一定的宏观热应力 ,热处理速度越快 , 产生的宏观热应力也越大 , 而宏观热应力总是朝着一定的方向 ,这样就对晶粒形成一种制约 ,使其具有沿一定的方向生长的趋势 , 从而有利于形成择优取向的薄膜 ; 采用逐层晶化快速退火工艺 ,底层已经晶化的薄膜可以作为其上沉积的薄膜的籽晶层 , 这不仅可以降低其上沉积的薄膜晶化所需要的活化能 , 而且可以降低焦绿石相向钙钛矿相转变所需要的活化能 ,这将有利于钙钛矿薄膜的形成 ,因此通过逐层晶化工艺制备的薄膜 ,几乎不含焦绿石相 ,同时各衍射峰的强度较强 ,薄膜的结晶性较好 ,易于制备择优取向的薄膜。热处理的时间对晶粒择优取向生长也有较大的影响。热处理时间短 , 晶粒结晶不完全 , 取向度差 , 时间过长 ,晶粒异常长大 ,均得不到质量好的薄膜材 [17 ] 料。鲁健等用 Sol2Gel 法制备出 PZT 薄膜 ,所制得的薄膜在 PbO 气氛中 600 ℃下进行热处理 , 随着热处理时间的增加 , ( 100) 晶向取向逐渐增强 , 当热处理时间为 4h 时 , 得到 ( 100) 强烈取向的 PZT 铁电薄膜。但是继续延长保温时间 , 薄膜的择优取向不再有明显提高。热处理气氛也很重要。在氧气氛、氧与水气氛、纯氮气氛中将得到不同取向结构和形态的薄膜材 [18 ] 料。如 , Shin2ichi Hiran 等在 PtΠ TiΠ SiO2 Π Si 衬底上制备了 PZT 薄膜 ,在氧与水气氛中可得到 ( 111) 择优取向的 PZT 钙钛矿相 , 而在氧气氛中得到的是焦绿石相。
The development of study on preferred oriented ferroelectric ceramics films fabricated by the Sol2 Gel method
LIU Nai2yuan , ZHANG Wei
1 2
( 1. Laibrary , Jinan University , Jinan 250022 , China ; 2. School of Materials Science and Engineering , Shandong Jianzhu Universi2 ty , Jinan 250101 , China)
[15 ]
,
即衬底材料的晶格常数与铁电薄膜材料的晶格常数匹配有利于薄膜材料的成核生长 ,减少结构缺陷 ; 衬底有与薄膜材料接近的膨胀系数 , 可以减少薄膜的内应力以及由内应力而引起的形变、位错等 ; 此外 , 衬底还应具有良好的化学惰性、热稳定性和机械稳定性等。目前制备钙钛矿结构的铁电薄膜的衬底材料主要有 : Si ( 100 ) 、 Pt 、 SrTiO3 ( 100 或 111 ) 、 MgO
Uong Chon 等通过改变样品的基片与通过掺杂等方法 ,制备出 a ( b) 取向较为明显的铁电薄膜样品 , [4 ] 样品的铁电性能得到改善 ;Uong Chon 等还报道用溶胶 — 凝胶法 ( Sol2Gel ) 制备的高 c 轴择优取向 Bi3. 15 Nd0.
[5 ] 85
[3 ]
Ti0. 48 ) O3 ( PZT) 铁电薄膜。在 Pt ( 111) Π Si 衬底 TiΠ SiO2 Π
上的薄膜是 ( 110 ) 择优取向 , 而在 LNOΠ PtΠ TiΠ SiO2 Π Si 和 LNOΠ Si ( 100) 衬底上的薄膜 ( 100) 面择优取向。认为薄膜生长在晶格匹配 ( 或接近匹配) 的基底上异质成核的活化能最低 , 导致择优取向薄膜的生长
c 轴取向的 BNT 薄膜 , 发现薄膜在 750 ℃ 退火 , 具有
μ 最高的 2 Pr 值 , 在 240kVΠ cm 外加电场下为 36 CΠ
cm ,700 ℃ 和 750 ℃ 退火 2 Pr 值差不多 ,但在 800 ℃ 退
2
μ 火时 ,薄膜的 2 Pr 值仅为 14. 5 CΠ cm ,结合 AFM 图分
2
析 ,认为是高温下晶粒的异常长大导致薄膜的电学性能退化。目前 , 一些研究者采用逐层晶化快速退火处理来实现薄膜的择优取向生长。1999 年 , Hu [16 ] 等通过逐层晶化快速退火工艺在 600 ～ 750 ℃ 的
362 山东建筑大学学报 2007 年
第 22 卷 2007 年
第4期山东建筑大学学报 Vol. 22 8月 JOURNAL OF SHANDONG J IANZHU UNIVERSITY Aug.
No. 4 2007
文章编号 :1673 - 7644 (2007) 04 - 0360 - 05
0 引言
铁电陶瓷薄膜因其具有独特的电学、光学和光电子学性能 ,在现代微电子、微机电系统、信息存储等方面有着广泛的应用前景 , 成为当前新型功能材 [1 ,2 ] 料研究的热点之一。用铁电薄膜制备的非挥发性铁电随机存储器 ( NVFRAM) 因断电后可存储信息、抗疲劳性强等而倍受青睐。对于 NVFRAM 来说 ,要求材料剩余极化 ( 2 Pr ) 大、矫顽场 ( Ec ) 小、居里点高、漏电流小且多次反转无疲劳现象。研究发现 ,铁电陶瓷薄膜的择优取向与材料铁电性能之间有着密切的关系 , 不少研究者就如何制备高度择优取向铁电陶瓷薄膜材料进行了广泛的研究。如
2
在不断深入。
收稿日期 :2007 - 03 - 24 作者简介 : 刘乃源 (1970 - ) ,女 ,吉林长春人 ,济南大学图书馆助理管员 ,研究方向 : 图书管理 .
361 第 4 期刘乃源等 :Sol2Gel 法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展
Ti3 O12 (BNT) 薄膜 ,其 2 Pr 值高达 10 μ CΠ cm ,并
3 2
认为 BNT 的自发极化 ( Ps ) 巨大且靠近 c 轴 ; 乔燕等用 Sol2Gel 法在 PtΠ TiΠ SiO2 Π Si 衬底上制备出了 a 轴择优取向和高 c 轴取向的 BNT 薄膜 , 发现 a 轴择优取向的薄膜在 300kVΠ cm 的外加电场下 ,具有最高 2 μ 的 2 Pr 值为 64. 2 CΠ cm ,介电常数 (ε r ) 在 100kHz 频率下为 343 , 高 c 轴取向的薄膜 2 Pr ,ε r 值分别为 μ 23 CΠ cm ,218 。可见择优取向铁电陶瓷薄膜的研究
( 100 ) 、 (La , LaNiO3 、 ZrO2 、 MgAl2 O4 、 Y BaCuO7 Π LaAlO3 、 Sr) CoO3 Π SrTiO3 、 R 面蓝宝石等。 1. 3 热处理工艺的影响
热处理工艺对陶瓷Βιβλιοθήκη 膜的结构形成起到至关重要的作用。用 Sol2Gel 法制备的铁电陶瓷薄膜对热处理温度和时间很敏感。热处理温度过低 , 会造成薄膜结晶不完全 ,极难得到择优取向生长 ,热处理温度过高 ,一方面会引起薄膜和基片间相互扩散 ,形成界面层 ,减少了薄膜的有效厚度以及影响了膜的择优取向 ,另一方面会造成所制备薄膜的组成不均匀 , [5 ] 形成针孔 ,晶粒异常长大等。乔燕等用 Sol2Gel 法在 PtΠ TiΠ SiO2 Π Si 衬底上制备出了 a 轴择优取向和高
Sol2Gel 法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展
刘乃源 ,张伟
1 2
(1. 济南大学图书馆 ,山东济南 250022 ;2. 山东建筑大学材料科学与工程学院 ,山东济南 250101)
摘要 : 综述了溶胶 — 凝胶法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究现状 ,主要介绍了制备过程中衬底材料、热处理工艺、前驱体以及掺杂等因素对铁电陶瓷薄膜择优取向的影响以及铁电陶瓷薄膜的择优取向与铁电性能的关系。关键词 : 铁电陶瓷薄膜 ; 溶胶 — 凝胶法 ; 择优取向 ; 铁电性能中图分类号 :O484 文献标识码 :A
可逆缠结 ,导致刚性结构的形成 ,从而降低了形成的膜中晶粒的择优取向度 ,因此 ,溶胶转化引起的前驱体网络结构变化对铁电薄膜的晶粒取向起着决定性的影响。 1. 2 衬底材料的影响衬底材料的组成和结构对铁电薄膜的择优取向有着较大影响。姚熹等采用 Sol2Gel 法 , 在 Pt ( 111) Π Si ,LNOΠ Si ( 100) 和 LNOΠ PtΠ TiΠ SiO2 Π Si 三 TiΠ SiO2 Π
Abstract : This paper summarizes the research progress on preferred orientation ferroelectric ceramics films fabri2 cated by Sol2Gel method , particularly the effects of substrate materials , heat treatment techniques , precursor , doping , etc. The relationship between preferred orientation and ferroelectric properties of ceramics films is also introduced. Key words :ferroelectric ceramics films ;Sol2Gel method ;preferred orientation ;ferroelectric properties
制备铁电薄膜的方法有多种 ,如 : 脉冲激光沉积法 ( PLD ) , 金属有机化合物气相沉积法 ( MOCVD ) , Sol2Gel 法 ,射频磁控溅射法 ( RF2Sputtering) , 金属有 [6 - 10 ] 机热分解法 ( MOD) 等。Sol2Gel 法设备简单 , 价格低廉 ,且能精确控制组分 ,大面积均匀成膜。本文主要从材料制备角度来讨论一下用 Sol2Gel 法制备铁电陶瓷薄膜时 , 制备条件对铁电陶瓷薄膜择优取向的影响。