鋇基復(fù)合鈣鈦礦Ba(B?1/3B?1/3)O3型材料具有適中的介電常數(shù)(?)、超低的介電損耗(tan?)和近零的諧振頻率溫度系數(shù),作為諧振器和濾波器在無線、衛(wèi)星通訊和軍事雷達(dá)等領(lǐng)域具有重要作用。本文以Ba(Mg1/3B?1/3)O3(B?為Ta和Nb)為研究對(duì)象,采用基于密度泛函理論的第一性原理對(duì)其電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,從理論上探討B(tài)a(Mg1/3B?1/3)O3介電性能影響的本質(zhì)因素,及組成變化對(duì)材料介電性能的影響,以此為依據(jù)采用水溶液凝膠法制備Ba(Mg1/3B?1/3)O3薄膜,探討其介電極化產(chǎn)生的機(jī)制及組成、結(jié)構(gòu)與介電性能的相關(guān)性。主要研究內(nèi)容與獲得的結(jié)論如下:根據(jù)Ba(Mg1/3Nb1/3)O3(BMN)與Ba(Mg1/3Ta1/3)O3(BMT)的XRD測試結(jié)果,精修獲得其晶體結(jié)構(gòu)及晶胞參數(shù),據(jù)此構(gòu)建BMNT(Nb?Ta=0?9,1?8,2?7,3?6,9?0)超晶胞模型,采用第一性原理VASP軟件包進(jìn)行電子結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)果表明:Ba-O和Mg-O之間主要形成離子鍵,而Ta-O和Nb-O之間以共價(jià)鍵結(jié)合為主;Ta-O和Nb-O之間強(qiáng)烈的共價(jià)鍵相互作用是BMNT具有良好介電性能的本...

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 微波介電材料
        1.1.1 微波介電陶瓷材料研究歷史
        1.1.2 微波介電陶瓷材料發(fā)展趨勢
    1.2 復(fù)合鈣鈦礦Ba(B￠_1/3B″_2/3)O₃型微波介電材料
        1.2.1 復(fù)合鈣鈦礦Ba(B￠_1/3B″_2/3)O₃材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.2.2 復(fù)合鈣鈦礦Ba(B￠_1/3B″_2/3)O₃陶瓷研究現(xiàn)狀
    1.3 微波介電薄膜研究現(xiàn)狀及制備方法
        1.3.1 微波介電薄膜研究現(xiàn)狀
        1.3.2 異質(zhì)疊層薄膜研究現(xiàn)狀
        1.3.3 微波介電薄膜制備方法
    1.4 復(fù)合鈣鈦礦Ba(B′_1/3B″_2/3)O₃理論研究
    1.5 本論文目的和意義
    1.6 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 Ba(Mg_1/3B″_2/3)O₃薄膜制備和結(jié)構(gòu)性能分析
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 Ba(Mg_1/3B″_2/3)O₃(B″=Nb和Ta)前驅(qū)體溶液制備
        2.2.1 過氧化檸檬酸鈮(P -Nb-CA)溶液制備
        2.2.2 過氧化檸檬酸鉭(P -Ta-CA)溶液制備
        2.2.3 BMN前驅(qū)體溶液制備
        2.2.4 BMT前驅(qū)體溶液制備
        2.2.5 BMNT前驅(qū)體溶液制備
    2.3 介電薄膜的制備及電極基片選擇
        2.3.1 電極基片選擇
        2.3.2 介電薄膜制備
    2.4 介電薄膜的結(jié)構(gòu)及性能分析
        2.4.1 結(jié)構(gòu)分析
        2.4.2 薄膜電學(xué)性能測試分析
        2.4.3 光學(xué)性能測試分析
第3章 BMNT電子結(jié)構(gòu)第一原理研究
    3.1 第一原理理論基礎(chǔ)概述
        3.1.1 Born-Oppenheimer絕熱近似
        3.1.2 密度泛函理論
    3.2 第一性原理計(jì)算參數(shù)和模型設(shè)置
        3.2.1 第一性原理計(jì)算參數(shù)設(shè)置
        3.2.2 第一性原理計(jì)算模型
    3.3 BMNT電子結(jié)構(gòu)計(jì)算
        3.3.1 BMNT晶格常數(shù)和鍵長分析
        3.3.2 BMNT電荷密度分析
        3.3.3 BMNT能帶結(jié)構(gòu)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 BMN的微觀結(jié)構(gòu)、介電性能及介電響應(yīng)機(jī)制研究
    4.1 Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃前驅(qū)體溶液結(jié)構(gòu)分析
    4.2 Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃粉末結(jié)構(gòu)分析
    4.3 Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃薄膜微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.3.1 BMN薄膜結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 BMN薄膜形貌分析
        4.3.3 BMN薄膜生長機(jī)制
    4.4 Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃薄膜電學(xué)性能分析
        4.4.1 BMN薄膜的低頻介電性能研究
        4.4.2 BMN薄膜的電容-電壓特性分析
        4.4.3 BMN薄膜的漏電流特性分析
    4.5 Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃薄膜介電響應(yīng)機(jī)制研究
        4.5.1 介質(zhì)的電極化
        4.5.2 BMN薄膜介電響應(yīng)機(jī)制研究
    4.6 本章小結(jié)
第5章 BMNT薄膜結(jié)構(gòu)與介電性能研究
    5.1 BMN_x T_8-x薄膜結(jié)構(gòu)分析
        5.1.1 BMN_x T_8-x薄膜相結(jié)構(gòu)分析
        5.1.2 BMN_x T_8-x薄膜形貌結(jié)構(gòu)分析
        5.1.3 BMN₁T₇薄膜光電子能譜分析
        5.1.4 BMN_x T_8-x薄膜Raman光譜分析
    5.2 BMN_x T_8-x薄膜介電性能研究
    5.3 本章小結(jié)
第6章 BMT/BMN薄膜界面結(jié)構(gòu)和介電性能研究
    6.1 BMT/BMN薄膜制備
    6.2 BMT/BMN薄膜結(jié)構(gòu)分析
    6.3 BMT/BMN薄膜界面結(jié)構(gòu)分析
        6.3.1 BMT薄膜和BMN薄膜與基片界面結(jié)構(gòu)分析
        6.3.2 BMT/BMN薄膜異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)分析
    6.4 BMT/BMN薄膜介電性能研究
        6.4.1 BMT/BMN薄膜低頻介電性能分析
        6.4.2 BMT/BMN薄膜高頻介電性能分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 博士學(xué)習(xí)期間已經(jīng)發(fā)表的論文
附錄2 博士學(xué)習(xí)期間申請(qǐng)的專利
附錄3 博士學(xué)習(xí)期間參加的會(huì)議
附錄4 博士學(xué)習(xí)期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3787427