微電子技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)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(shí)代研究的一項(xiàng)重要課題。本論文以SrTiO3陶瓷為研究對(duì)象,通過Ce元素?fù)诫s、非化學(xué)計(jì)量組分調(diào)控,研究材料組分與結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)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(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn),Ce元素的微量引入能有效促進(jìn)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(shí),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(jí)電離、(V"Sr-VO)偶極子的熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)。探討了 Sr0.99Ce0.01TiO3和Sr0.985Ce0.01T...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)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(jìn)展
        1.3.1 應(yīng)用背景
        1.3.2 高介電常數(shù)陶瓷的研究進(jìn)展
    1.4 SrTiO₃陶瓷的結(jié)構(gòu)與研究進(jìn)展
        1.4.1 SrTiO₃陶瓷的結(jié)構(gòu)
        1.4.2 高介基陶瓷的研究進(jìn)展
    1.5 本選題研究的內(nèi)容、目的及意義
        1.5.1 研究目標(biāo)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.3 實(shí)驗(yàn)所用藥品與儀器
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器
    2.4 結(jié)構(gòu)與性能表征
第3章 Sr_1-1.5xCe_xTiO₃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(jī)制
    3.4 Sr_0.985Ce_0.01TiO₃ 和 Sr_0.99Ce_0.01TiO₃陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
        3.4.1 Sr_0.985Ce_0.01TiO₃ 和 Sr_0.99Ce_0.01TiO₃ 陶瓷的介電性能
        3.4.2 Sr_0.985Ce_0.01TiO₃ 和 Sr_0.99Ce_0.01TiO₃ 陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
    3.5 小結(jié)
第4章 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的結(jié)構(gòu)與介電性能
    4.1 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的介電性能
        4.1.1 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的室溫介電性能
        4.1.2 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的高溫介電性能
    4.2 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的結(jié)構(gòu)表征
    4.3 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的電導(dǎo)機(jī)制
    4.4 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的 XPS 分析
    4.5 非化學(xué)計(jì)量比 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-xO₃ 陶瓷的缺陷結(jié)構(gòu)分析
    4.6 氧氣中燒結(jié)的 Sr_0.99Ce_0.01Ti_1-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(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的文章及專利



本文編號(hào)：4027767