铁电薄膜的溶胶凝胶法制备与结构研究

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1、摘要本论文以铁电薄膜材料为研究对象，以制备成分均匀的铁电薄膜为基础，采用溶胶凝胶的方法，最终获得高质量的铁电薄膜为中心开展工作。通过改变薄膜的制备工艺条件，探索了采用溶胶凝胶工艺制备成分稳定的铁电薄膜的实验途径，研究了薄膜的结构和表观形貌。Ba2TiSi208晶体被认为是一种特殊的压电体，它具有压电性、热释电性和非线性光学特性。本文中采用溶胶凝胶的方法成功的制各了成分均匀，性能稳定的BTS铁电薄膜。并通过有效的手段对薄膜的结构和形貌进行表征，利用原子力显微镜AFM观察了薄膜的表面形貌，表明在薄膜中已经形成了钡硅石相；同时讨论了薄膜制各

2、后期不同热处理条件对结晶性能的影响，从而能够获得性能优良的薄膜样品。本文中采用溶胶凝胶过渡层的方法制备了Ba2TiSi208铁电薄膜。通过拉曼散射光谱的测试和表面形貌的观察，说明溶胶凝胶层的存在很大程度的改善了薄膜的结晶度和晶粒形状，为Ba2TiSi208铁电薄膜的制备进行了有价值的探索。PbTi03是一种典型的钙钛矿型结构铁电材料，通过钙改性的钛酸铅【(Pbl．。Ca。)Ti03，PCT(x)]材料具有良好的铁电，压电，热释电及光学特性，近年来国内外已开展了较多有关PCT陶瓷及薄膜的研究工作。本文中主要以醋酸铅、硝酸钙和钛酸四丁酯为

3、原料，采用溶胶凝胶方法制备T(Pbo76Cao24)Ti03铁电薄膜。讨论了采用管式炉和RTA两种不同热处理方式对薄膜结晶性能及表面形貌的影响。关键词铁电薄膜：溶胶凝胶法；Ba2TiSi20s；(Pbo76Cao24)Ti03AbstractBasedoninvestigationofhomogeneouscompositionalferroelectricthinfilm，ferroelectricthinfilmswerepreparedwithsol—gelprocess．Bychangingtechnicsconditiono

4、fpreparation，experimentationthathomogeneouscompositionalferroelectricthinfilmswerepreparedwithsol—gelprocessWaSsearched．Thestructureandelectricalpropertiesofthethinfilmsweresystematicallystudied．Fresnoite(Ba2TiSi20s，BTS)，hasbeenbelievedstructurallytobeaspecialpiezoelect

5、ricityforitsexcellentpiezoelectric，pyroelectricandnonlineopticproperties．BTSferroelectricthinfilmsweresucceededtopreparewithsol-gelprocessinthisarticle．Thestructureandpropertiesofthethinfilmsweresystematicallystudiedbyavailabletestingmeasure．Itwasevidentthatfresnoitehad

6、beenformedinthethinfilms．Atthesametimetheinfluencesofdifferentlaterheattreatconditiontocrystallinitywerediscussed．Inthisarticle．Ba2TiSi208ferroelectricminfilmswerepreparedwithsol—gelwetlayerfirsttime．RamanspectraandAFMmicrographsshowthatthesol-gel-derivedlayerimprovesth

7、ecrystallintyandmorphologyofthefilms．PbTi03isalcindofferroelectricmaterialthathastypicalperovskitestructure．[(Phi《Cax)Ti03，PCT(x)]ismodifiedpropertybyCa2+doping．Recently,greateffortshadbeenmadetopreparePCTceramicandthinfilm．Calciummodifiedleadtitanatesolutionsweresynthe

8、sizedusingleadacetatetri—hydrate，calciumnitratetetra-hydrateandtitaniumtetra-butylasstartingmaterials．(Pbo76C8