zn掺杂bmt薄膜及性能研究

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1、学大工理汉武学大工理汉武PMN/EP（申请工学硕士学位论文）复合Zn材料的掺制杂BMT备Zn掺杂BMT薄膜及性能研究工艺薄及膜其及性性能能研研究究胡麟培养单位：材料科学与工程学院武汉学科专业：材料物理与化学何理慧工敏大研究生：胡麟学指导教师：周静教授武汉理2014年5月工大学万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目Zn掺杂BMT薄膜及性能研究英文StudyonthepreparationandpropertiesofZndopedBMT题目thinfilm研究生姓名胡麟姓名周静职称教授学位博士

2、指导教师单位名称武汉理工大学邮编430070姓名职称学位副指导教师指导教师单位名称邮编申请学位级别工学硕士学科专业名称材料物理与化学论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席评阅人2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同

3、工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，

4、并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师（签名）：日期万方数据摘要频率温度系数稳定的中等介电常数介质材料可以作为微波谐振器、滤波器，广泛应用于移动电话，卫星通信，相控阵雷达等领域，为了满足日益小型化、集成化的电子产品的设计要求，材料的薄膜化显得尤为重要。微波介质薄膜有高集成化、低损耗和易耦合等优点，受到了越来越多的关注。由于Ba(Mg1/3Ta2/3)O3在微波频段具有高的Q×f值，使得它在介质谐振器(DRS)、微波滤波器等领域有着重要的应用。本文采用水溶液-凝胶法制

5、备Ba(Mg1/3Ta2/3)O3体系微波介质薄膜。水溶液-凝胶法主要是以水做溶剂，利用柠檬酸和铵根离子的络合性制备前驱体溶液，可以使金属离子在溶液中分散得更加均匀，既减少了溶液中有机物的含量，又能控制薄膜组分。通过调节pH值和金属与柠檬酸(CA)的配比，制备出稳定的BMT前驱体溶液，引入乙醇胺可以明显地提高溶液的稳定性，存放可达半年之久，且与基片有良好的润湿性，能够很好的在基片上铺展成膜。研究表明，Ta的前驱体溶液在800℃煅烧可得到斜方相的Ta2O5，Ba-Mg-Ta前驱体溶液在600℃煅烧2h即可得到

6、立方钙钛矿结构的BMT。研究了热处理工艺和Zn掺杂对BMT薄膜的影响，发现在650℃预处理2min可以去除薄膜中的有机物，同时薄膜处于形核状态。由于晶粒的生长不能完全占据有机物燃烧后留下的空间，薄膜不可避免的产生了孔洞。750℃退火，可得到晶粒生长完整，孔洞较少，孔径较小的BMT薄膜，获得相对较好的性能：εr=23.5、Q×f=250GHz(2.5GHz)、τε=900ppm/℃。Zn掺杂在晶格中取代Mg的位置，可以增大晶胞参数，提高介电常数。Zn少量掺杂时利于晶体生长，薄膜致密。掺杂量过大时则会导致薄膜开

7、裂，当Zn的掺杂量为x=0.2时获得综合性能最好的薄膜组分，εr=24.3、Q×f=1800GHz(1.8GHz)、τε=300ppm/℃。相比于Ba(Mg1/3Ta2/3)O3薄膜，Ba([Mg0.8Zn0.2]1/3Ta2/3)O3(x=0.2)薄膜的Q×f值有很大提高，同时介电常数温度系数也明显下降。改善退火条件，让晶粒充分生长可以进一步降低薄膜中的热应力和内应力，提高薄膜的性能。关键词：微波介质薄膜，水溶液-凝胶法，BMT薄膜，微波介电性能I万方数据AbstractThemediumpermitti

8、vitydielectricmaterialswithstablefrequencytemperaturecoefficienthavebeenwidelyusedinmobilephones,satellitecommunications,phasedarrayradarandotherfieldsasmicrowaveresonator.Inordertomeettheincreasingminiaturiz