本文關鍵詞：無鉛鈦酸鉍鈉鉀薄膜的制備與熱釋電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：眾所周知,如鈦酸鉛和鋯鈦酸鉛等鉛基鐵電體因其擁有優(yōu)越的介電性能、壓電性能、鐵電性和熱釋電性能而被廣泛應用在電子器件中,已成為不可缺少的功能材料。但這類材料在制備過程中常需要高溫處理,而高溫會造成鉛的嚴重地揮發(fā)。這種現(xiàn)象不僅對材料本身的性能造成損失,而且在材料的制備和應用的過程中對環(huán)境也會造成嚴重的污染。因此,制備具有優(yōu)越性能的不含鉛的鐵電材料為目前需要研究的重點。本文采用溶膠-凝膠法制備了(Na_(0.85)K_(0.15))_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NKBT)薄膜,并引入Pb_(0.8)La_(0.1)Ca_(0.1)Ti_(0.975)O_3(PLCT)與LaNiO_3(LNO)為種子層,成功得到了能在較低溫度結晶并具有高性能的復合薄膜。在引入種子層的基礎上,制得PLCT/NKBT多層復合薄膜,研究了多層結構對薄膜的影響。種子層的引入、薄膜的多層結構和薄膜的退火溫度對薄膜的性能有著至關重要的影響。選取合適的種子層和薄膜結構,同時控制薄膜的退火溫度是獲得高性能薄膜的重要途徑。通過PLCT種子層的引入,成功地降低了NKBT鐵電薄膜的結晶溫度。研究發(fā)現(xiàn),種子層優(yōu)化的NKBT薄膜在550℃晶化時具有較低的介電常數(shù),以及較高的熱釋電系數(shù),因此可以獲得了較高的探測優(yōu)值。PLCT/NKBT多層復合薄膜在500℃退火時,降低了界面間的擴散的現(xiàn)象,使得多層薄膜具有優(yōu)異的性能,特別是熱釋電性能。為了獲得真正的無鉛薄膜,在研究PLCT優(yōu)化的KNBT薄膜基礎上,對LNO優(yōu)化的NKBT薄膜進行了進一步研究,發(fā)現(xiàn)在NKBT/LNO復合薄膜中,500℃退火的復合薄膜展現(xiàn)出更強的(100)擇優(yōu)取向性。此外,500℃退火復合薄膜有效的降低了界面擴散的發(fā)生,從而提高了薄膜的電性能。同時發(fā)現(xiàn)擇優(yōu)取向結構也有利于提高復合薄膜的電性能,有效的降低薄膜的介電常數(shù)、損耗和漏電流密度,相對地提高薄膜的熱釋電系數(shù),獲得高探測優(yōu)值的薄膜。
【關鍵詞】：溶膠-凝膠法 種子層 多層薄膜 熱釋電性能
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 鐵電薄膜材料的介紹10-17
• 1.1.1 鐵電薄膜材料的背景10
• 1.1.2 發(fā)展進展和研究意義10-12
• 1.1.3 鐵電薄膜材料結構及分類12-14
• 1.1.4 鐵電薄膜材料的基本特性14-17
• 1.2 鐵電薄膜材料常用的制備方法17-20
• 1.2.1 濺射法17-18
• 1.2.2 脈沖激光沉積法(PLD)18
• 1.2.3 分子束外延（MBE）18
• 1.2.4 激光分子束外延法（L-MBE）18-19
• 1.2.5 金屬有機化學氣相沉積法（MOCVD）19
• 1.2.6 水熱法19
• 1.2.7 溶膠-凝膠法（Sol-Gel）19-20
• 1.3 鐵電薄膜的應用20
• 1.4 課題來源及研究的主要內(nèi)容20-22
• 1.4.1 課題來源20-21
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容21-22
• 第2章 材料及制備方法22-27
• 2.1 實驗材料與制備設備22-23
• 2.1.1 制備薄膜所需的實驗材料22
• 2.1.2 實驗材料22-23
• 2.2 薄膜的制備23-26
• 2.2.1 NKBT前驅體溶液的制備23
• 2.2.2 PLCT前驅體溶液的制備23-24
• 2.2.3 LNO前驅體溶液的制備24
• 2.2.4 襯底處理24
• 2.2.5 薄膜的制備24-26
• 2.3 薄膜電極制備26
• 2.4 薄膜的測試與分析26-27
• 2.4.1 X射線衍射分析26
• 2.4.2 掃描電子顯微鏡觀察26
• 2.4.3 電學性能測試26-27
• 第3章 NKBT/PLCT復合薄膜及PLCT/NKBT多層薄膜的性能研究27-38
• 3.1 晶化溫度對NKBT/PLCT復合薄膜的取向與電性能的影響27-32
• 3.1.1 不同晶化溫度NKBT/PLCT復合薄膜的微結構表征27-29
• 3.1.2 不同晶化溫度NKBT/PLCT復合薄膜的電性能研究29-32
• 3.2 PLCT/NKBT多層薄膜的界面擴散和熱釋電性能的研究32-36
• 3.2.1 PLCT/NKBT多層薄膜的結晶取向分析32-33
• 3.2.2 PLCT/NKBT多層薄膜的界面擴散研究33-34
• 3.2.3 PLCT/NKBT多層薄膜漏電流特性及熱釋電性能分析34-36
• 3.3 本章小結36-38
• 第4章 高(100)取向的NKBT/LNO復合薄膜的電性能研究38-46
• 4.1 純NKBT薄膜與NKBT/LNO薄膜的表征分析38-41
• 4.2 純NKBT薄膜與NKBT/LNO薄膜的界面擴散分析41
• 4.3 純NKBT薄膜與NKBT/LNO薄膜的電性能的研究41-45
• 4.4 本章小結45-46
• 結論46-48
• 參考文獻48-52
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文52-53
• 致謝53

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