鋯鈦酸鉛薄膜材料因具有優(yōu)異的鐵電、壓電、熱釋電等性能受到研究人員的廣泛關(guān)注。以鋯鈦酸鉛鐵電薄膜為關(guān)鍵材料的傳感器、存儲(chǔ)器、紅外探測(cè)器等電子元器件在航天領(lǐng)域有非常好的應(yīng)用前景。然而航天用電子元器件會(huì)受到各種環(huán)境因素的侵?jǐn)_。其中,帶電粒子輻射嚴(yán)重影響了材料與器件的服役特性,進(jìn)而影響了航天器的穩(wěn)定運(yùn)行與服役壽命。因此,研究鋯鈦酸鉛薄膜材料的輻射退化規(guī)律及機(jī)理對(duì)于航天用電子器件的設(shè)計(jì)和使用至關(guān)重要。利用溶膠-凝膠法制備了鋯鈦酸鉛鐵電薄膜,研究基底(Pt/Ti/SiO₂/Si基和Si基)和退火溫度(600℃、650℃、700℃、750℃)對(duì)PbZr_0.52Ti_0.48O₃(PZT)鐵電薄膜性能的影響,通過(guò)對(duì)相關(guān)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)以Pt為基底,650℃制備的PZT薄膜具有最好的結(jié)晶度、表面形貌和電學(xué)性能。通過(guò)系統(tǒng)研究電子輻照能量和注量對(duì)PZT鐵電薄膜電學(xué)特性的影響規(guī)律,可以發(fā)現(xiàn)隨著輻照能量和注量的增加,輻照樣品的極化強(qiáng)度和介電常數(shù)退化明顯,低頻介電損耗隨能量和注量增加而減小,高頻介電損耗沒(méi)有明顯變化。同時(shí),...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 鐵電效應(yīng)及鐵電薄膜材料發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 鐵電效應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鐵電材料的電滯回線
        1.2.3 鐵電效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)制
        1.2.4 鐵電薄膜材料發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 鐵電薄膜的制備方法
        1.3.1 溶膠-凝膠(Sol-gel)法
        1.3.2 磁控濺射法
        1.3.3 脈沖激光沉積法(PLD)
        1.3.4 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)
        1.3.5 鐵電薄膜制備方法比較
    1.4 鐵電材料的輻照損傷研究
        1.4.1 空間帶電粒子輻照環(huán)境
        1.4.2 PZT的輻照損傷研究進(jìn)展
    1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及薄膜制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 PZT薄膜制備
    2.2 電極制備
    2.3 薄膜測(cè)試方法
        2.3.1 物相及成分分析
        2.3.2 表面形貌及薄膜厚度分析
        2.3.3 電學(xué)性能測(cè)試與分析
    2.4 粒子輻照試驗(yàn)及輻照模擬計(jì)算
        2.4.1 帶電粒子輻照試驗(yàn)設(shè)備及參數(shù)
        2.4.2 輻照模擬計(jì)算
第3章 基底及退火溫度對(duì)PZT薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 基底對(duì)PZT薄膜的影響
        3.2.1 基底對(duì)PZT薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
        3.2.2 基底對(duì)PZT薄膜表面形貌的影響
        3.2.3 基底對(duì)PZT薄膜電學(xué)性能的影響
    3.3 退火溫度對(duì)PZT薄膜的影響
        3.3.1 退火溫度對(duì)PZT薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)的影響
        3.3.2 退火溫度對(duì)PZT薄膜表面形貌的影響
        3.3.3 退火溫度對(duì)PZT薄膜鐵電性能的影響
        3.3.4 退火溫度對(duì)PZT薄膜介電性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電子輻照對(duì)PZT薄膜電學(xué)特性的影響及其演化規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 電子輻照實(shí)驗(yàn)
    4.3 電子能量對(duì)PZT鐵電薄膜電學(xué)性能的影響
        4.3.1 低能電子輻照對(duì)PZT鐵電薄膜電學(xué)性能的影響
        4.3.2 高能電子輻照對(duì)PZT薄膜電學(xué)性能的影響
    4.4 電子輻照注量對(duì)PZT鐵電薄膜電學(xué)性能的影響
        4.4.1 輻照注量對(duì)PZT薄膜鐵電性能的影響
        4.4.2 電子輻照注量對(duì)PZT薄膜介電性能的影響
    4.5 電子輻照樣品的退火效應(yīng)
        4.5.1 退火溫度對(duì)輻照樣品電學(xué)性能回復(fù)的影響
        4.5.2 退火氣氛對(duì)輻照樣品電學(xué)性能回復(fù)的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜的電學(xué)特性影響及其演化規(guī)律
    5.1 引言
    5.2 質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 SRIM模擬
        5.2.2 質(zhì)子輻照注量設(shè)計(jì)
    5.3 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜電學(xué)性能的時(shí)間演化過(guò)程的影響
        5.3.1 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜鐵電性能的時(shí)間演化過(guò)程的影響
        5.3.2 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜電學(xué)性能的時(shí)間演化過(guò)程的影響
    5.4 質(zhì)子輻照注量對(duì)PZT薄膜電學(xué)性能的影響
        5.4.1 質(zhì)子輻照注量對(duì)PZT薄膜鐵電性能的影響
        5.4.2 質(zhì)子輻照注量對(duì)PZT薄膜介電性能的影響
    5.5 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜物相結(jié)構(gòu)的影響
        5.5.1 質(zhì)子輻照注量對(duì)PZT薄膜物相結(jié)構(gòu)的影響
        5.5.2 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜殘余應(yīng)力的影響
        5.5.3 質(zhì)子輻照對(duì)PZT薄膜元素價(jià)態(tài)的影響
    5.6 質(zhì)子輻照樣品的退火效應(yīng)
        5.6.1 退火溫度對(duì)質(zhì)子輻照樣品鐵電性能回復(fù)的影響
        5.6.2 退火溫度對(duì)質(zhì)子輻照樣品介電性能回復(fù)的影響
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3925301