本文關(guān)鍵詞：寬禁帶半導(dǎo)體氧化物的高溫介電性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：寬禁帶材料是一種新型的材料,最大的特點(diǎn)是禁帶寬度(Band gap)大、擊穿電場(Breakdown field)高、熱導(dǎo)率(Coefficient of thermal conductivity)高,非常適合于高頻率、大功率、抗輻射和高密度的電子集成器件的制作。根據(jù)不同材料的獨(dú)特禁帶寬度,我們還可以制作出各種不同顏色光的光器件以及探測器件,能夠更好的適應(yīng)不同的工作環(huán)境。同時(shí),介電性能作為材料的基本特性之一,它的研究在材料應(yīng)用上有著非比尋常的意義,我們知道,金屬物的禁帶寬度非常窄,而絕緣體的禁帶寬度通常較寬。與此同時(shí),絕緣體又是良好的介電材料,具有高的介電常數(shù),因此寬禁帶半導(dǎo)體的介電性能很有研究的價(jià)值。本文以一系列寬禁帶氧化物材料(HfO2,Gd-CeO2, TbFeO3)為研究對(duì)象,利用完善且可靠的介電測量設(shè)備及理論進(jìn)行了系統(tǒng)的研究：(1)用標(biāo)準(zhǔn)的固相反應(yīng)制備純的HfO2陶瓷,2%和20%的Gd摻雜HfO2陶瓷樣品。我們?cè)跍囟确秶鸀?00 K到1050 K,頻率范圍從20到106赫茲下,研究了樣品的介電性能。結(jié)果表明大約發(fā)生在20赫茲頻率和450 K溫度的條件下,樣品表現(xiàn)為本征的介電行為。在溫度高于450 K時(shí)出現(xiàn)了2個(gè)與氧空位有關(guān)的弛豫(R1和R2),低溫的弛豫是一種晶粒引起的偶極子弛豫,高溫的弛豫是晶界引起的Maxwell-Wagner弛豫。純的樣品和微摻雜(2% Gd)的樣品的介電性能主要是由晶界引起。重度的20%摻雜會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)從單斜相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?介電性能主要由晶粒引起。(2)Gd2O3摻雜CeO2陶瓷樣品由共同沉淀方法制作而成。介電性能的測量范圍為溫度(350到950 K)和頻率(100到10 MHz)。GDC樣品隨著溫度上升出現(xiàn)3個(gè)弛豫過程,激活能分別為0.76,0.88和1.03eV。低溫,中等溫度和高溫的弛豫分別由體內(nèi),晶界和接觸的作用有關(guān)。(3) TbFeO3陶瓷樣品是通過傳統(tǒng)的固相反應(yīng)制成。利用溫譜,阻抗譜和模量譜對(duì)TbFeO3陶瓷樣品進(jìn)行了溫度從300 K到1073 K,頻率從102Hz到107Hz的介電性能研究。我們發(fā)現(xiàn)了大量的介電響應(yīng),包括三個(gè)介電弛豫(R1-R3),一個(gè)類弛豫介電行為和負(fù)電容現(xiàn)象。低溫的弛豫由界面層引起,R2和R3由偶極子和麥克斯韋瓦格納弛豫引起,類弛豫現(xiàn)象我們發(fā)現(xiàn)是由負(fù)電容引起。
【關(guān)鍵詞】：寬禁帶 介電性能 陶瓷 弛豫
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 電介質(zhì)材料簡介9-12
• 1.2.1 什么是電介質(zhì)?9
• 1.2.2 陶瓷材料9-11
• 1.2.3 鈣鈦礦型陶瓷材料11-12
• 1.3 寬禁帶半導(dǎo)體材料簡介12-13
• 1.3.1 什么是寬禁帶半導(dǎo)體12-13
• 1.3.2 寬禁帶半導(dǎo)體材料性能與應(yīng)用13
• 1.4 寬禁帶半導(dǎo)體研究進(jìn)展13-14
• 1.5 本文的主要內(nèi)容和研究意義14-16
• 第二章 電介質(zhì)物理理論16-26
• 2.1 電介質(zhì)的性能16-18
• 2.2 電介質(zhì)極化機(jī)制18-22
• 2.3 介電弛豫22-24
• 2.3.1 介電損耗23
• 2.3.2 德拜弛豫23-24
• 2.4 實(shí)驗(yàn)儀器24-26
• 第三章 HfO_2陶瓷的高溫介電研究26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過程26-27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論27-39
• 3.4 結(jié)論39-40
• 第四章 GDC陶瓷的高溫介電性能40-46
• 4.1 引言40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論40-45
• 4.4 結(jié)論45-46
• 第五章 TbFeO_3的高溫介電弛豫的研究46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 實(shí)驗(yàn)過程46-47
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論47-53
• 5.4 結(jié)論53-54
• 第六章 全文總結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-64
• 致謝64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66

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