【摘要】：鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛((1-x)[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-xPbTiO3,(1-x)PMN-xPT)薄膜因具有優(yōu)異的鐵電、介電、熱釋電、電光及壓電等性能,可以作為新型熱釋電材料,應用于熱釋電探測領域。溶膠-凝膠法作為一種生產(chǎn)成本低、易于半導體集成且能夠精確控制材料化學成分的方法,可以用于制備PMN-PT薄膜。因此,本文采用溶膠-凝膠法制備PMN-PT薄膜,對工藝條件、物相結(jié)構(gòu)、介電性能、鐵電性能和熱釋電性能進行系統(tǒng)研究,并對其微結(jié)構(gòu)制備工藝進行初步探究。主要研究結(jié)果如下:1、以TiO2作為Pt與基底之間的緩沖層,采用磁控濺射法在SiO2/Si/SiO2基底上進行Pt底電極的制備。結(jié)果表明:Pt基底呈現(xiàn)出高(111)擇優(yōu)取向,方塊電阻為2 8502Ω/□,粗糙度的均方根為0.5702nm。2、采用溶膠-凝膠法制備出具有高(100)擇優(yōu)取向的0.7PMN-0.3PT組分的薄膜,研究了 Pb、Mg元素過量、退火溫度及退火保溫時間對其鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的影響。掃描電子顯微鏡測試結(jié)果表明:0.7PMN-0.3PT薄膜的晶粒尺寸在95-105nm之間,截面厚度為500nm。電學測試表明:頻率為1kHz下其相對介電常數(shù)可達1135,剩余極化強度為12.495μC.cm-2,薄膜的矯頑電場為45.6kV/cm。3、對比分析了不同組分(1-x)PMN-xPT(x=0.25、0.36和0.40)薄膜的電學性能。結(jié)果表明:0.75PMN-0.25PT和0.6PMN-0.4PT處于贗立方結(jié)構(gòu)和四方結(jié)構(gòu)的組分都具有大的介電常數(shù),在1kHz頻率下其相對介電常數(shù)分別為1534和1800,在比較其介電-溫譜時發(fā)現(xiàn),處于贗立方結(jié)構(gòu)的0.75PMN-0.25PT組分在10kHz頻率下出現(xiàn)了不連續(xù)的現(xiàn)象,而0.64PMN-0.36PT和0.6PMN-0.4PT在高頻下仍表現(xiàn)出了優(yōu)異的介電-溫譜特性。4、研究了 La和Pr兩種稀土元素的摻雜對0.7PMN-0.3PT薄膜性能的影響,結(jié)果表明:這兩種元素均可提高PMNT薄膜的電學性能,尤其Pr元素的摻雜,相比于比未摻雜時,介電和鐵電性能提高了一倍。La的摻雜在一定程度上更傾向于使得準同型相界的PMNT向贗立方結(jié)構(gòu)偏移。5、采用濕法腐蝕對PMNT薄膜進行圖形化;然后,采用剝離技術(shù)進行了NiCr合金和Au電極的沉積,完成了熱釋電器件單元圖形化的工藝探究。
【圖文】：

圖 1.1 鐵電材料性質(zhì)及應用1.2 熱探測器件1.2.1 熱探測器件的分類基于材料和光輻射之間相互作用的光熱效應制備成的器件稱為熱探測器。根據(jù)其工作原理的不同，可將熱電探測器件分為三類，分別為熱電偶型、熱敏電阻型和熱釋電型紅外探測器[16-17]。其中熱電偶型器件的工作原理是：兩種不同導體或者半導體材料所組成的回路，當其兩端連接的節(jié)點處溫度不同時，，回路中就會產(chǎn)生電動勢，該電動勢的大小和方向與材料及節(jié)點溫度有關(guān)。這兩種材料所組成的回路就稱為熱電偶。實際上熱電偶是一種能量轉(zhuǎn)換器，它可以把熱能轉(zhuǎn)換為電能，利用產(chǎn)生的熱電勢測量溫度。熱敏電阻型器件主要是物理工作過程，通過吸收熱輻射產(chǎn)生溫度變化，從而引起材料電阻相應的變化。目前熱敏電阻材料的選擇主要集中在半導體材料和金屬材料。對于

圖 1.2 PMN-PT 二元系統(tǒng)相圖具有典型的 ABO3型鉛基鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，ABO3型鈣鈦。其復合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的化學式一般包括兩種形式在組分上的表現(xiàn)出的特征為在同一晶格位置上存在
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2

【參考文獻】

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本文編號：2617590