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SrTiO 3 基高介電常數(shù)陶瓷材料缺陷設(shè)計及制備

發(fā)布時間:2025-01-15 19:46
  微電子技術(shù)的高速發(fā)展對電子元器件的小型化與集成化提出了更高的要求,因此,高介電常數(shù)和低介電損耗的介質(zhì)陶瓷材料成為新時代研究的一項重要課題。本論文以SrTiO3陶瓷為研究對象,通過Ce元素摻雜、非化學(xué)計量組分調(diào)控,研究材料組分與結(jié)構(gòu)對介質(zhì)陶瓷材料介電性能的影響,初步建立了缺陷結(jié)構(gòu)與陶瓷材料介電性能間的關(guān)系。采用固相法合成了 Sri-1.5xCexTiO3介電陶瓷材料,研究了 Ce摻雜對SrTiO3陶瓷介電性能、晶體結(jié)構(gòu)的影響,探討了 Ce摻雜改善SrTiO3陶瓷介電性能的內(nèi)在機制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Ce元素的微量引入能有效促進晶粒生長。Ce3+離子取代Sr2+離子后,晶體晶胞參數(shù)減小。x = 0.01時,在1 kHz,25℃下:樣品的介電常數(shù)~3900(是SrTiO3陶瓷的13倍),介電損耗~0.99%。且在10 kHz~1 MHz范圍內(nèi)其介電常數(shù)保持較好的穩(wěn)定性(變化率~15%)。經(jīng)Arrhenius公式擬合得到的激活能數(shù)值表明,Ce摻雜SrTiO3陶瓷的損耗弛豫峰可能與氧空位的二級電離、(V"Sr-VO)偶極子的熱運動有關(guān)。探討了 Sr0.99Ce0.01TiO3和Sr0.985Ce0.01T...

【文章頁數(shù)】:87 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電介質(zhì)理論基礎(chǔ)
        1.2.1 介電常數(shù)
        1.2.2 電介質(zhì)的極化
        1.2.3 介電損耗
    1.3 高介電材料的應(yīng)用和研究進展
        1.3.1 應(yīng)用背景
        1.3.2 高介電常數(shù)陶瓷的研究進展
    1.4 SrTiO3陶瓷的結(jié)構(gòu)與研究進展
        1.4.1 SrTiO3陶瓷的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 高介基陶瓷的研究進展
    1.5 本選題研究的內(nèi)容、目的及意義
        1.5.1 研究目標與內(nèi)容
        1.5.2 研究的目的與意義
第2章 SrTiO3基陶瓷的制備流程與性能表征
    2.1 SrTiO3基陶瓷的制備
    2.2 實驗設(shè)計
    2.3 實驗所用藥品與儀器
        2.3.1 實驗藥品
        2.3.2 實驗所用儀器
    2.4 結(jié)構(gòu)與性能表征
第3章 Sr1-1.5xCexTiO3陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
    3.1 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的介電性能
        3.1.1 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的室溫介電性能
        3.1.2 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的高溫介電性能
        3.1.3 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的介電弛豫性能
    3.2 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
    3.3 Ce 摻雜 SrTiO3 陶瓷的電導(dǎo)機制
    3.4 Sr0.985Ce0.01TiO3 和 Sr0.99Ce0.01TiO3陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
        3.4.1 Sr0.985Ce0.01TiO3 和 Sr0.99Ce0.01TiO3 陶瓷的介電性能
        3.4.2 Sr0.985Ce0.01TiO3 和 Sr0.99Ce0.01TiO3 陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
    3.5 小結(jié)
第4章 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
    4.1 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的介電性能
        4.1.1 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的室溫介電性能
        4.1.2 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的高溫介電性能
    4.2 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
    4.3 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的電導(dǎo)機制
    4.4 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的 XPS 分析
    4.5 非化學(xué)計量比 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的缺陷結(jié)構(gòu)分析
    4.6 氧氣中燒結(jié)的 Sr0.99Ce0.01Ti1-xO3 陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
    4.7 小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的文章及專利



本文編號:4027767

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