溶胶凝胶模板法在硅基板上制备钛酸钡纳米点阵列

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1、浙江大学硕士学位论文摘要BaTi03是一种典型的铁电材料，应用极为广泛，在超高密度集成电子器件逐渐成为主流的趋势下，BaTi03纳米点阵列的研究就显得更为重要。制备纳米点阵列的常规方法主要有光刻、分子束外延、溅射、自组装、气相沉积等等。本论文提出一种制备方法——溶胶凝胶模板法，该方法通过把溶胶凝胶工艺和纳米孔氧化铝模板结合起来制备出了BaTi03纳米点阵列。与其他方法相比具有的重要特征为：溶胶凝胶模板法是非常适合于多元氧化物的，另外就是对基板没有特殊的要求。在本文的实验中采用的是硅基板，它可以和集成电路、芯片等相关联，非常容易推广。由于溶胶凝胶模板法中纳米点阵列

2、的形成与凝胶化时间有着紧密的联系，本文中首先研究了温度、pH值、溶胶浓度等参数变化时，BaTi03溶胶体系凝胶化时间的变化规律，为后面溶胶凝胶模板法制备纳米点阵列提供合适的溶胶。具体变化情况为：l，凝胶化时间随温度的升高而变短，并且在60℃之后凝胶化时间急速下降，70℃之后其保持在较低的水平，呈现缓慢递减的趋势。2，凝胶化时间在pH值处于4．25至5．25的范围内时，其随着pH值的增大越来越短，并且在4．50至4．75这段时间是急速下降的，在这个区域的两边则呈平稳递减趋势。3，当温度恒定时，随着浓度的增加，也就是溶剂的减少，凝胶化时间随之变短，温度越低，差别越明

3、显；温度高时，也就是大于60℃后，凝胶化时间随浓度的变化基本不变。在合适的溶胶条件下，通过改变溶胶液量、基板温度、溶胶浓度和溶胶的溶剂，得到了结构参数(纳米点形状、分布、尺寸大小、尺寸分布等)在一定范围内变化的纳米点阵列。总的变化趋势为：1，以乙二醇甲醚为溶剂的溶胶，随着溶胶量的增加，最后得到的纳米结构其形状从纳米点转变为块状薄膜。溶胶量为2此时，对应的纳米结构为纳米点状；溶胶量为4此时，对应的纳米结构为短棒状以及点状；溶胶量为8此时，对应的T浙江大学硕士学位论文纳米结构为片状薄膜以及棒状。2，以乙二醇甲醚为溶剂的溶胶，随着温度的升高，从纳米点密集程度上看，点密

4、度逐渐增大(从0．747×1014n／m2到2．64×1014n，m2)；从整体分布上看，纳米点间距比较一致，更加均匀；从纳米点尺寸大小上看，点逐渐减小(平均尺寸从28m到21nIn)，从纳米点本身的尺寸分布上看，分布范围更窄。3，以乙二醇甲醚为溶剂的溶胶，随着溶胶浓度的增加，从纳米点密集程度上看，点密度变大(1．36×10“n，m2到2．44×1014n，m2)；从整体分布上看，纳米点间距更均匀；从纳米点的最大尺寸上看，点尺寸变小(24nm到18舳)；从纳米点本身的尺寸分布上看，分布范围更窄。4，以乙醇为溶剂的溶胶，和以乙二醇甲醚为溶剂的溶胶随影响因素的改变具

5、有类似的趋势，不过以乙醇为溶剂最后得到的纳米点阵列，在其它条件不变的情况下，颗粒更大(18nm到37nm)，密度更小(2．44×1014I山2到1．04×1014n／m2)，均匀性较差。最后，通过用xPs分析知，制各出来关键词：溶胶凝胶，构II浙江火学硕士学位论文ABSTRACTBaTi03isoneofthemosttypicalfe玎oelec埘cmat鲥als．DcviceswithuI讹111i曲densityinte伊ationisbecomingadominantresearchdirection，hence，BaTi03nanodotarraysh

6、aveat_[mcted孕eatimerests，GeneralwaysofpreparingnanodotarraysarephotoIithography，molecularbeamepita)(y，sputterin＆sel仁assembly，chelIlicalvapordepositionaIldsoon．Inmispaper，thesol-gel一templatemethod，combineds01-gel啪y埘mnallochaIlIlelaI啪inatemplates，wasproposedtoprepareBdTi03nallodotaITay

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8、dotamysh船acl