本文關(guān)鍵詞：鋯鈦酸鋇鈣薄膜的制備與壓電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子信息、集成電路和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展,壓電薄膜材料和微型壓電傳感器的需求量也在日益增加。受環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的制約,傳統(tǒng)壓電材料(含鉛)遭到限制,性能優(yōu)異的無鉛壓電薄膜和相關(guān)傳感器有著廣泛的應(yīng)用前景。自從x Ba_(0.7)Ca_(0.3)Ti O_3-Ba Zr_(0.2)Ti_(0.8)O_3(x BCT-BZT)無鉛壓電材料被發(fā)現(xiàn)在準(zhǔn)同型相界(MPB)附近具有良好的壓電性能,壓電系數(shù)d_(33)可達(dá)620p C/N,可以媲美鉛基壓電材料,這引起了相關(guān)科研人員的廣泛關(guān)注。0.5BCT-BZT薄膜材料具有如下優(yōu)點(diǎn),能量容易收集、較低的驅(qū)動(dòng)電壓和更好的應(yīng)用于集成電路的潛力。然而不同于0.5BCT-BZT壓電陶瓷材料,0.5BCT-BZT薄膜材料的壓電性能并不十分良好。其主要原因?yàn)樵擉w系薄膜的晶化溫度較高、晶化程度低,導(dǎo)致薄膜無織構(gòu)、質(zhì)量差。而較高的晶化溫度也大大降低了其應(yīng)用于電子信息、MEMS等領(lǐng)域的潛力。本文選用溶膠-凝膠法制備0.5BCT-BZT薄膜,通過引入La Ni O3(LNO)種子層優(yōu)化界面。經(jīng)XRD、AFM以及SEM等檢測(cè)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)相對(duì)于BZT-BCT薄膜,BZT-BCT/LNO薄膜低溫下即可晶化徹底,并且表現(xiàn)出明顯的(100)織構(gòu);通過分別對(duì)兩種薄膜進(jìn)行電性能測(cè)試并綜合對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)引入種子層優(yōu)化后的薄膜的質(zhì)量有明顯改善,其壓電、鐵電及介電性能也均有大幅度提高。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于0.5BCT-BZT薄膜來說,需要在700°C高溫下才能轉(zhuǎn)化為完全鈣鈦礦結(jié)構(gòu),同時(shí)伴隨著織構(gòu)差、漏電流大、電性能弱等缺陷。為解決上述一系列問題,我們?cè)诒∧そ缑嫣幰肓薒aNiO_3(LNO)種子層。研究發(fā)現(xiàn),在0.5BCT-BZT/LNO晶化過程中,LNO種子層可以為0.5BCT-BZT薄膜提供形核質(zhì)點(diǎn),使0.5BCT-BZT薄膜晶化溫度大幅降低(550°C),且明顯的提升其壓電性能。
【關(guān)鍵詞】：壓電傳感器 準(zhǔn)同型相界 種子層 (100)織構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 課題研究的目的和意義10-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 0.5BCT-BZT薄膜的性能13-16
• 1.4.1 0.5BCT-BZT薄膜的壓電性能13-14
• 1.4.2 0.5BCT-BZT薄膜的鐵電性能14-15
• 1.4.3 0.5BCT-BZT薄膜的介電性能15-16
• 1.5 壓電薄膜材料的應(yīng)用前景16-17
• 1.6 課題來源與主要工作17-19
• 1.6.1 課題來源17
• 1.6.2 主要研究工作17-19
• 第2章 0.5BCT-BZT和LNO薄膜的制備19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 0.5BCT-BZT薄膜的制備19-23
• 2.2.1 0.5BCT-BZT薄膜制備的實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.2.2 0.5BCT-BZT薄膜制備的實(shí)驗(yàn)過程20-23
• 2.3 LaNiO_3薄膜的制備23
• 2.4 薄膜制備工藝參數(shù)23-24
• 2.5 薄膜微結(jié)構(gòu)和性能測(cè)試方法24-25
• 2.5.1 X射線物相和反射率分析24
• 2.5.2 掃描電子顯微鏡分析24-25
• 2.5.3 電性能分析25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第3章 0.5BCT-BZT薄膜結(jié)晶行為研究26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 0.5BCT-BZT薄膜的晶化及性能分析26-34
• 3.2.1 預(yù)燒溫度對(duì) 0.5BCT-BZT薄膜晶化的影響26-28
• 3.2.2 退火方式和晶化溫度對(duì) 0.5BCT-BZT薄膜的影響28-31
• 3.2.3 退火方式和保溫時(shí)間對(duì) 0.5BCT-BZT薄膜的影響31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第4章 0.5BCT-BZT薄膜界面優(yōu)化及性能研究36-42
• 4.1 引言36
• 4.2 0.5BCT-BZT/LNO復(fù)合薄膜的晶化行為和電性能研究36-41
• 4.2.1 0.5BCT-BZT/LNO復(fù)合薄膜的微結(jié)構(gòu)分析36-38
• 4.2.2 0.5BCT-BZT/LNO薄膜的電性能分析38-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 結(jié)論42-43
• 參考文獻(xiàn)43-48
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文48-49
• 致謝49

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