隨著全球信息科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,很多傳統(tǒng)單一的功能性材料已經(jīng)不能滿足社會(huì)各個(gè)行業(yè)的需求,人們不斷地探索性能優(yōu)異、適用范圍廣的新型綠色多功能材料,期望可以通過科學(xué)研究進(jìn)而取代這些落后的傳統(tǒng)型材料。BiFeO₃（BFO）薄膜因其自身特有的性質(zhì)在傳感器及光伏電池等新型多功能智能器件中的應(yīng)用潛力,多年來一直被廣泛研究。由于BFO材料中存在的氧空位以及其他缺陷、Fe³⁺離子變價(jià)等導(dǎo)致漏電流過大,使得進(jìn)一步應(yīng)用受到阻礙,而改進(jìn)制備工藝和摻雜改性是改善BFO鐵電材料的重要方法。本論文用溶膠-凝膠法,制備出了不同Zn元素?fù)搅恳约安煌苽涔に嚨腂FO基鐵電材料,通過對(duì)BFO基鐵電材料的研究得出以下三個(gè)結(jié)論:1、B位的Zn元素?fù)诫s有利于BFZO薄膜性能的提高。當(dāng)Zn摻量為1mol%時(shí),BFZO薄膜的鐵電性能較好,晶粒發(fā)育較好,Fe²⁺和氧空位的濃度較低,漏電流密度較小,此時(shí)導(dǎo)電機(jī)制為空間電荷限制電流傳導(dǎo)機(jī)制。表明適量的Zn摻雜有利于BFZO薄膜晶粒的發(fā)育,降低氧空位的濃度,減小薄膜的漏電流密度,從而使薄膜的性能得到提高。2、O_2... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 鐵電材料
        1.1.1 鐵電性
        1.1.2 電滯回線
    1.2 鐵電薄膜的導(dǎo)電機(jī)制
        1.2.1 歐姆傳導(dǎo)機(jī)制(Ohmic Conduction)
        1.2.2 空間電荷限制電流傳導(dǎo)機(jī)制(SCLC)
        1.2.3 P-F發(fā)射機(jī)制(Poole-Frenkel Emission)
        1.2.4 肖特基發(fā)射機(jī)制(Schottky Emission)
        1.2.5 F-N隧穿效應(yīng)機(jī)制(Fowler-Nordheim Tunneling Effect)
    1.3 BFO的結(jié)構(gòu)與性能
    1.4 BFO的應(yīng)用
    1.5 SBTi的結(jié)構(gòu)與性能
    1.6 BFO的性能優(yōu)化
        1.6.1 純相的制備
        1.6.2 元素?fù)诫s
        1.6.3 形成固溶體
    1.7 本課題的研究對(duì)象及主要內(nèi)容
        1.7.1 研究對(duì)象的選擇
        1.7.2 本文的研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)所需化學(xué)原料及儀器設(shè)備
    2.2 BFZO薄膜的制備
        2.2.1 襯底的處理
        2.2.2 前驅(qū)體溶液的配制
        2.2.3 濕膜制備及熱處理
    2.3 0.5 BFO-0.5CSBT復(fù)合鐵電陶瓷樣品的制備
    2.4 薄膜表征技術(shù)
        2.4.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.2 X射線光電子能譜測(cè)試(XPS)
        2.4.3 掃描電子顯微鏡測(cè)試(SEM)
        2.4.4 鐵電性能測(cè)試
        2.4.5 介電性能測(cè)試
第3章 Zn摻量對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響
    3.1 引言
    3.2 Zn摻量對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響
    3.3 Zn摻量對(duì)BFO薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 XPS高分辨電子能譜分析
    3.5 Zn摻量對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響
    3.6 Zn摻量對(duì)BFO薄膜漏電性能的影響
    3.7 Zn摻量對(duì)BFO薄膜漏電機(jī)制的影響
        3.7.1 薄膜導(dǎo)電機(jī)制的理論基礎(chǔ)
        3.7.2 BFZO薄膜的導(dǎo)電機(jī)制分析
    3.8 Zn摻量對(duì)BFO薄膜介電性能的影響
    3.9 本章小結(jié)
第4章 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響
    4.1 引言
    4.2 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 退火氣氛對(duì) BFZO 薄膜表面形貌的影響
    4.4 XPS高分辨電子能譜分析
    4.5 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜漏電性能的影響
    4.6 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜漏電機(jī)制的影響
    4.7 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜介電性能的影響
    4.8 不同退火氣氛對(duì)BFZO薄膜性能老化的影響
    4.9 本章小結(jié)
第5章 燒結(jié)氣氛對(duì)0.5BFO-0.5CSBT復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響
    5.1 引言
    5.2 燒結(jié)氣氛對(duì)0.5BFO-0.5CSBT陶瓷晶體結(jié)構(gòu)的影響
    5.3 XPS高分辨電子能譜分析
    5.4 電導(dǎo)分析
    5.5 弛豫分析
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Fe3+/Bi3+對(duì)純相BiFeO3薄膜的影響及生長機(jī)理研究[J]. 任宣儒,談國強(qiáng),苗鴻雁.  功能材料. 2011(04)
[2]鐵電薄膜導(dǎo)電過程與機(jī)理[J]. 沈效農(nóng),王弘.  功能材料. 1996(04)

博士論文
[1]Sr2Bi4Ti5O18基鐵電陶瓷的制備及性能研究[D]. 張豐慶.山東大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3699659