隨著微電子系統(tǒng)的快速發(fā)展,對微工作器件進行局部致冷至關重要,同時脈沖功率技術的快速發(fā)展,對儲能電介質材料提出了更高的要求。反鐵電薄膜材料因其獨特的場致相變特性,在儲能以及負電熱制冷方面具有廣泛的應用前景。本文以富鋯PbZr_0.97Ti_0.03O₃反鐵電薄膜為基礎,通過摻雜取代的方法對薄膜的相變行為進行調控,達到優(yōu)化薄膜的儲能性能以及負電熱效應的目的。采用溶膠-凝膠法結合快速熱處理工藝在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si襯底上制備Eu摻雜(Pb,Eu)(Zr_0.97Ti_0.03)O₃(PEZT)、Sn取代Pb(Zr,Sn,Ti)O₃(PZST)以及Eu摻雜、Sn取代的復合(Pb,Eu)(Zr,Sn,Ti)O₃(PEZST)薄膜。為制備單一鈣鈦礦結構薄膜,本論文對薄膜制備工藝進行優(yōu)化。通過對改性薄膜樣品介電溫譜以及介電頻譜的分析,研究Eu、Sn單一摻雜取代方式以及復合改性方式對薄膜居里溫度、介...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 PZT基反鐵電材料概述
        1.2.1 反鐵電體
        1.2.2 PZT基反鐵電材料
    1.3 PZT基材料摻雜改性研究現(xiàn)狀
    1.4 PZT基材料儲能性能及負電熱效應研究現(xiàn)狀
        1.4.1 PZT基材料儲能性能研究現(xiàn)狀
        1.4.2 PZT基材料負電熱效應研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗藥品和儀器
        2.1.1 實驗藥品
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 薄膜結構與形貌表征
        2.2.1 薄膜微觀結構
        2.2.2 薄膜微觀形貌
    2.3 薄膜的電性能測試
        2.3.1 薄膜上電極制備
        2.3.2 薄膜鐵電性能測試
        2.3.3 薄膜介電性能測試
        2.3.4 薄膜漏電性能測試
    2.4 薄膜儲能性能及負電熱效應評價
        2.4.1 儲能性能評價
        2.4.2 負電熱效應評價
第3章 PEZST薄膜制備及微結構
    3.1 引言
    3.2 薄膜制備工藝
        3.2.1 溶膠制備
        3.2.2 薄膜制備
        3.2.3 預燒溫度對薄膜相組成的影響
        3.2.4 快速熱處理溫度對薄膜相組成的影響
    3.3 薄膜的相組成
        3.3.1 PEZT薄膜的相組成
        3.3.2 PZST薄膜的相組成
        3.3.3 PEZST薄膜的相組成
    3.4 薄膜的表面及斷面形貌
        3.4.1 PEZT薄膜的表面及斷面形貌
        3.4.2 PZST薄膜的表面及斷面形貌
        3.4.3 PESZT薄膜的表面及斷面形貌
    3.5 本章小結
第4章 PEZST薄膜介電及鐵電性能
    4.1 引言
    4.2 薄膜的介電性能
        4.2.1 溫度對薄膜介電性能的影響
        4.2.2 頻率對薄膜介電性能的影響
    4.3 薄膜的鐵電性能
        4.3.1 PEZT薄膜的鐵電性能
        4.3.2 PZST薄膜的鐵電性能
        4.3.3 PEZST薄膜的鐵電性能
    4.4 薄膜的相變行為
        4.4.1 電場誘導薄膜相變行為
        4.4.2 溫度誘導薄膜相變行為
    4.5 薄膜的漏電性能
    4.6 本章小結
第5章 PEZST薄膜儲能性能及負電熱效應
    5.1 引言
    5.2 薄膜的儲能性能
        5.2.1 電場對薄膜儲能性能的影響
        5.2.2 溫度對薄膜儲能性能的影響
    5.3 薄膜的負電熱效應
        5.3.1 PEZT薄膜的負電熱效應
        5.3.2 PZST薄膜的負電熱效應
        5.3.3 PEZST薄膜的負電熱效應
    5.4 Eu摻雜和Sn取代改性機制分析
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：3739330