蔡苇
,
陈晓勇
,
符春林
,
高荣礼
,
邓小玲
,
陈刚
人工晶体学报
采用溶胶-凝胶匀胶法制备锆钛酸铅铁电薄膜,研究了前驱体影响因素(如有机溶剂、前驱单体加入顺序、添加剂)、溶胶影响因素(如溶胶浓度、pH值)、匀胶速度和退火温度对成膜质量及薄膜微结构、铁电性的影响.结果表明:采用乙二醇甲醚为溶剂对pb2+、Zr4+和Ti4+金属盐进行溶解优于乙醇和乙二醇,但由于乙二醇甲醚对硝酸锆的溶解性差,对硝酸锆应先用乙醇溶解再加入乙二醇甲醚的方法来进行溶解;以硝酸锆为Zr源配制溶胶时,只有先将Pb前驱液滴加到Ti前驱液中,然后再滴入Zr前驱液的方式才能得到澄清前驱体.将锆钛酸铅溶胶浓度和pH值分别控制在0.2～0.3 mol/L和2～3较为适宜,与此溶胶相适应的匀胶参数:转速为4000 r/min,时间为60 s.随退火温度升高,薄膜的晶化程度增加,且逐渐表现出(100)晶面择优取向,晶格常数c和四方率c/a逐渐增加,而晶格常数a逐渐减小;随退火温度升高,晶粒尺寸逐渐增大,使得剩余极化强度逐渐增加,矫顽场强逐渐减小.当退火温度为850 ℃时制备的锆钛酸铅薄膜具有均匀的晶粒、较低的表面粗糙度和最为优异的铁电性.
关键词:
锆钛酸铅
,
溶胶-凝胶法
,
铁电
蔡雯馨
,
高荣礼
,
符春林
,
蔡苇
,
邓小玲
,
陈刚
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.02.012
铁酸铋(BFO)多铁性材料因具有丰富的物理性能,以及其在存储器、传感器、电容器、光伏器件等方面的广阔应用前景,在过去几十年一直受到广泛的关注.然而,由于Bi元素在高温下容易挥发,所以很难合成纯相的BFO薄膜.此外,因存在氧空位或由于Fe离子变价导致的非化学计量比等缺陷,使其漏电流密度较大,严重影响BFO薄膜的铁电性能及实际应用.退火工艺是影响材料微结构及宏观性能的重要因素,因此通过退火工艺来调控BFO薄膜的结构及性能是一种十分有效的手段.然而,退火工艺包括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式等多种形式,究竟每一种退火形式如何影响BFO薄膜的结构及性能是值得探讨的问题.为此,综述了退火工艺(括退火时间、退火气氛、退火温度以及退火方式)对BFO薄膜的结构(晶粒尺寸、形状,电畴尺寸、类型,表面形貌)和性能(磁性、铁电性、介电性、漏电性、导电机制)的影响的研究进展,并提出了一些亟待解决的问题.
关键词:
多铁性材料
,
铁酸铋薄膜
,
缺陷
,
退火工艺
,
性能
周浩
,
高荣礼
,
符春林
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.07.022
铁酸铋是目前唯一在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的单相多铁性材料，并且这两种铁性有序之间存在磁电耦合效应，其铁电居里温度和反铁磁奈尔温度都远在室温以上，在光电器件、自旋电子器件、铁电随机存储器、磁电存储单元等领域有着广阔的应用前景。此外，作为一种典型的铁电材料，铁酸铋还具有较大的剩余极化强度、相对较小的带隙宽度以及较大的光吸收系数，理论上具有较大的光电转换效率，有望成为下一代太阳能光伏电池的备选材料。然而，目前有关铁酸铋材料光伏效应的机制还没有明确的定论，影响其光伏效应的因素较多，例如电畴、界面、厚度、退极化场、缺陷及极化强度等。欲提高铁酸铋材料的光电转换效率，许多问题亟待解决。综述了近几年来国内外关于铁酸铋薄膜光伏效应机制方面的研究。
关键词:
多铁性材料
,
铁酸铋
,
磁电耦合效应
,
光电转换效率
,
光伏效应
,
机制
