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溅射工艺对BST薄膜取向行为的影响

李颂战 , 杨艳芹 , 王水兵 , 刘文琮

功能材料

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上沉积了Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜.借助XRD、AFM和SEM研究了衬底温度、退火温度、溅射气压等不同的溅射参数对Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜的晶化行为和显微结构的影响.在室温下沉积并未经退火处理的Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜是无定形态,在较高温度下沉积的薄膜晶化相对较好;随着在氧气气氛中退火温度的升高,X射线衍射峰的半峰宽变窄,衍射峰强度增强;在0.37~1.2Pa气压下沉积的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜有(110)和(200)主衍射峰,且其强度随溅射气压的增加而增强;当溅射气压继续升到3.9Pa,(110)和(200)衍射峰明显增强,说明Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜具有(110)+(200)择优取向.AFM和SEM结果显示薄膜晶粒细小均匀、结构致密、表面平整,且无裂纹、无孔洞.分析结果显示优化工艺参数制备的Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜是用以制备非致冷红外探测器的优质材料.

关键词: 溅射工艺 , BST薄膜 , 晶化 , 取向

Mn-Mg共掺杂对钛酸锶钡薄膜介电性能的影响

周歧刚 , 翟继卫 , 姚熹

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00519

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO 2/Si衬底上制备了系列Mn-Mg共掺杂的钛酸锶钡(Ba 0.25 Sr 0.75 TiO 3)薄膜. X射线衍射以及场发射扫描电镜分析表明: 薄膜为钙钛矿结构且无杂相生成, 薄膜表面晶粒均匀、无裂纹. 测试了不同浓度掺杂薄膜的介电性能, 掺杂浓度为1mol% 时, 薄膜的介电常数、损耗、可调性和漏电流密度分别为200、0.010、38%、1×10-5 A/cm 2. 性能改善后的薄膜材料可以用来制作微波可调器件.

关键词: BST薄膜 , Mn-Mg co-doping , sol-gel , dielectric property

Sol-Gel法制备BaxSr1-xTiO3铁电薄膜化学机制的探讨

金承钰 , 丁永平 , 孟中岩

无机材料学报

用FTIR分析,结合DSC、XRD、AFM实验结果,展示了sol-gel法制备BaSr1-TiO(BST)薄膜热演化过程的化学机制.研究表明:螯合剂HACAC的引入减缓钛醇盐水解速率、改善晶化途径、降低结晶起始温度,从而制得了晶化完善、致密无裂纹的BST薄膜.

关键词: BST薄膜 , sol-gel method , FTIR , DSC , XRD , AFM

铁电薄膜移相器研究进展

余桉 , 杨传仁 , 张继华 , 陈宏伟 , 王波 , 张瑞婷

材料导报

铁电薄膜移相器响应速度快、成本低、功耗和体积小,是一种模拟移相器,非常适合应用于相控阵天线特别是共形阵天线.介绍了4种主要的铁电薄膜移相器的结构、原理、性能和特点,指出分布型和全通网络型铁电薄膜移相器具有良好的发展前景,并进一步总结了国内外研究现状和存在的问题,提出了今后的研究方向.

关键词: 移相器 , 铁电薄膜 , 相控阵天线 , BST可变电容 , BST薄膜

射频磁控溅射制备Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的表面结构调控

王萍 , 李弢 , 谢波玮 , 古宏伟

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.01.026

研究了Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Ba0.7Sr0.3TiO3(BST7/3)薄膜时,基片加热温度和溅射功率对薄膜显微形貌和成相的影响.实验结果表明:常温下低功率溅射的BST7/3薄膜,表面形貌非常平整,但为非晶态物质的堆积;400 ℃高功率150 W溅射4 h的BST薄膜,其最大表面起伏约为40 nm;400 ℃低功率、长时间8 h溅射的BST薄膜,其表面起伏约为12 nm;说明在保证BST充分成相的前提下,可以通过控制溅射功率和时间调控BST薄膜的表面形貌,降低表面粗糙度,使之适于后续器件制备工艺.介电性能测量表明,400 ℃,75 W,8 h溅射获得的BST7/3薄膜体现出典型的位移型铁电体特征;1 kHz薄膜的损耗约为0.04.

关键词: 射频磁控溅射 , Pt/Ti/SiO2/Si , BST薄膜 , 表面形貌

二氧化钛过渡层对脉冲激光沉积钛酸锶钡薄膜微结构和介电性质的影响

张鹏展 , 沈明荣 , 徐俞

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.06.014

选取极薄Ti02作为过渡层,采用脉冲激光沉积法分别在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了Bao.6Sro.4TiO3(BST)薄膜,研究过渡层对BST薄膜微结构及电学性质的影响.发现厚度20纳米以内的锐钛矿相结晶TiO2过渡层可使BST薄膜由无规则取向转变为(111)择优取向,而非晶和较厚TiO2过渡层对BST薄膜的取向无影响.结晶的TiO2过渡层也使薄膜的表面颗粒变细.还研究了不同厚度TiO2对BST薄膜电学性质的影响,结果表明BST薄膜在Pt(111)底电极上加入极薄的结晶TiO2过渡层后电学性质有明显改善,薄膜的介电常数和可调谐度提高,而介电损耗降低.加入膜厚约5nm的TiO2过渡层后,测试频率为10 kHz时薄膜相应介电常数、介电损耗及可调谐度分别为513、0.053和36.7%.

关键词: 脉冲激光沉积法 , BST薄膜 , TiO2过渡层 , 微结构 , 介电性质

工艺因素对磁控溅射法制备钛酸锶钡薄膜性能的影响

张玉芹 , 邓小玲 , 刘行冰 , 符春林 , 成计平

硅酸盐通报

磁控溅射技术在薄膜制备领域有着广泛的应用.本文在介绍磁控溅射法制备薄膜材料的基本原理和流程基础之上,详细分析了溅射工艺参数(溅射功率、温度、溅射气压、氧分压)对BST薄膜性能的影响,并提出了研究中需要解决的一些问题.

关键词: 磁控溅射 , BST薄膜 , 工艺参数 , 性能

BST薄膜漏电流温度特性研究

卢肖 , 吴传贵 , 张万里 , 李言荣

功能材料

采用射频溅射制备Ba0.8Sr0.2TiO3(BST)薄膜,研究了测试温度(295~375K)对BST薄膜J-V(电流密度-电压)特性的影响.实验发现:J∝Vm在低场下(V<1.8V)m≈1,高场下(V>1.8V)m≈8.随着测试温度升高,在低场下电流密度增大,指数m值保持不变;而在高场下电流密度减小,指数m值减小.通过进一步分析发现:电流密度和温度的关系在低场下满足lnJ∝-1T,在高场下满足logJ∝1t.

关键词: BST薄膜 , 漏电流 , 温度特性 , 空间电荷限制电流

用于Si基片上外延BST薄膜的缓冲层的研究进展

魏贤华 , 张鹰 , 梁柱 , 黄文 , 李言荣

材料导报

由于界面之间的扩散,很难取得在Si基片上BST薄膜的外延.在这种异质结之间,稳定的缓冲层起着良好的阻挡作用以及结构上的延伸功能.综述了用于外延BST薄膜的缓冲层材料的意义和要求,及国内外通过缓冲层来控制界面以及薄膜的外延取向而获得高质量薄膜的最新研究动态,展望了今后用于外延BST薄膜的缓冲层材料发展的趋势.

关键词: 缓冲层 , Si基片 , BST薄膜 , 异质外延 , 界面

非制冷红外探测器用BST薄膜的制备与性能研究

吴传贵 , 刘兴钊 , 张万里 , 李言荣

功能材料

利用传统陶瓷工艺制备出BST(65/35)倒筒靶,采用射频溅射法沉积薄膜.开展了对Pt/Ti/SiO2/Si基底热处理工艺与BST同质缓冲层研究,总结出了可以确保基底界面性能良好、BST薄膜结构致密的工艺方法.介电性能测试表明:BST薄膜的介电常数约为60~70,介电损耗为1.5%~2.5%,居里温度为284K,介电温度系数(TCD)为0.5%.漏电流测试表明:在1MV/cm电场下,漏电流密度为1.9×10-6A/cm2.

关键词: BST薄膜 , 射频溅射 , 低温沉积 , 红外探测器

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