作為一種相當(dāng)重要的電子功能材料,鐵電材料一般都具有鐵電性、壓電性以及介電性等特征。鐵酸鉍及鈦酸鋇都是鐵電薄膜材料中的研究重點,BaTiO₃是一種電介質(zhì)材料,其介電常數(shù)較高、介電損耗較小且具有良好的鐵電性,但其自發(fā)極化較小,是儲能電容器的理想材料之一;BiFeO₃材料的自發(fā)極化較大,是室溫下少有的單相多鐵性材料之一,但其介電常數(shù)及電阻率均較低。我們將BiFeO₃及 BaTiO₃兩種材料通過雙層的形式進行整合,利用雙層薄膜間的極化耦合及BaTiO₃層與底電極形成的空間電荷層,使材料間的特性"優(yōu)勢互補",得到高耐壓、細長型的電滯回線,增加薄膜的理論儲能密度及介電等性能。目前,在性能良好的BiFeO₃及BaTiO₃薄膜制備工藝中,一般需要的溫度較高（大于500℃）或者涉及退火等工藝,這與CMOS集成工藝不兼容。因此,在硅基片上實現(xiàn)雙層薄膜的原位中低溫制備（500℃以下）具有重要的應(yīng)用價值。本文采用磁控濺射技術(shù),結(jié)合材料的性能及課題組前期工作,... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 鐵電薄膜簡介
        1.1.1 鐵電薄膜的研究現(xiàn)狀
        1.1.2 雙層及多層薄膜的研究背景及意義
3結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能">    1.2 BaTiO₃結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能
3晶體結(jié)構(gòu)">        1.2.1 BaTiO₃晶體結(jié)構(gòu)
3電學(xué)及儲能特性">        1.2.2 BaTiO₃電學(xué)及儲能特性
3結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能">    1.3 BiFeO₃結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能
3晶體結(jié)構(gòu)">        1.3.1 BiFeO₃晶體結(jié)構(gòu)
3電學(xué)性能">        1.3.2 BiFeO₃電學(xué)性能
    1.4 鐵電薄膜的制備技術(shù)
        1.4.1 磁控濺射法
        1.4.2 脈沖激光沉積法
        1.4.3 分子束外延法
        1.4.4 溶膠凝膠法
        1.4.5 金屬有機化學(xué)氣相沉積法
    1.5 鈦酸鋇及鐵酸鉍系薄膜中低溫制備現(xiàn)狀
    1.6 儲能密度的影響因素
        1.6.1 提高薄膜擊穿場強
        1.6.2 增大飽和極化強度與剩余極化強度差值
    1.7 本課題主要研究內(nèi)容
        1.7.1 本課題研究目標(biāo)
        1.7.2 本課題的研究內(nèi)容
3/BaTiO₃雙層薄膜的制備與表征">第二章 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的制備與表征
3/BaTiO₃雙層薄膜的制備">    2.1 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的制備
        2.1.1 實驗原材料及儀器
3/BaTiO₃雙層薄膜的制備">        2.1.2 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的制備
3/BaTiO₃雙層薄膜的性能表征">    2.2 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的性能表征
        2.2.1 薄膜的形貌、結(jié)構(gòu)表征
        2.2.2 薄膜的電學(xué)性能表征
    2.3 本章小結(jié)
3/BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究">第三章 BiFeO₃/BaTiO₃/SrRuO₃/SrTiO₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究
3/BaTiO₃雙層薄膜結(jié)構(gòu)及制備工藝設(shè)計">    3.1 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜結(jié)構(gòu)及制備工藝設(shè)計
3/BaTiO₃雙層薄膜性能研究">    3.2 不同厚度比例BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜性能研究
        3.2.1 微觀結(jié)構(gòu)
3/BaTiO₃雙層薄膜的電學(xué)性能">        3.2.2 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的電學(xué)性能
3/BaTiO₃雙層薄膜儲能特性的研究">        3.2.3 BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜儲能特性的研究
3/BaTiO₃雙層薄膜的影響">    3.3 總厚度對BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的影響
        3.3.1 微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.2 電學(xué)性能
        3.3.3 特殊比例下的電滯回線
3/BaTiO₃雙層薄膜的影響">    3.4 襯底取向?qū)iFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的影響
        3.4.1 微觀結(jié)構(gòu)
        3.4.2 鐵電性能
        3.4.3 介電性能
    3.5 本章小結(jié)
3/BaTiO₃雙層薄膜的中低溫制備">第四章 Si襯底上BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的中低溫制備
3/BaTiO₃雙層薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計">    4.1 Si襯底上BiFeO₃/BaTiO₃雙層薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 500℃制備的雙層薄膜的性能研究
        4.2.1 微觀結(jié)構(gòu)及晶體取向
        4.2.2 電滯回線及能量存儲特性
        4.2.3 介電及漏電性能
    4.3 雙層薄膜制備溫度的研究
        4.3.1 基片位置對薄膜性能的影響
        4.3.2 不同溫度下的雙層薄膜的微觀結(jié)構(gòu)
        4.3.3 不同溫度下的雙層薄膜的鐵電及儲能特性
        4.3.4 不同溫度下的雙層薄膜的介電性能
    4.4 不同取向的Si基底對薄膜性能的影響
        4.4.1 微觀結(jié)構(gòu)
        4.4.2 電學(xué)性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
    5.3 創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
附表



本文編號：2915659