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单晶PMnN-PZT铁电薄膜制备与表征

张涛 , 马宏伟 , 张淑仪 , 李敏 , 赵省贵

功能材料

利用磁控溅射方法,在MgO基底上沉积三元系铁电薄膜6%PMnN-94%PZT(6%Pb(Mn1/3,Nb2/3)O3-94%Pb(Zr0.45,Ti0.55)O3),采用淬火方法对薄膜进行后期热处理。分别运用面内和面外X射线衍射(XRD)技术分析薄膜长相及晶体结构,运用高分辨率扫描电镜(SEM)观察薄膜的晶粒表面及截面结构。实验结果表明,所沉积薄膜为单晶钙钛矿结构薄膜,薄膜结构优良。

关键词: PMnN-PZT , 单晶铁电薄膜 , 磁控溅射

Microstructure and Electromechanical Properties in PMnN-PZT Ceramics Sintered at Different Temperatures

Baoshan LI , Zhigang ZHU , Guorong LI , Aili DING

材料科学技术(英文)

The microstructure and piezoelectric properties of Pb[(Zr0.52Ti0.48)0.95(Mn1/3Nb2/3)0.05]O3 (PMnN-PZT) ceramics have been investigated at different sintering temperatures from 1070℃ to 1280℃. The experimental results suggest that grain sizes and electromechanical properties of the ceramics show strong sintering temperature dependences. Double polarization to electric field (P-E) loops of the PMnN-PZT ceramics are assumed to be the result of the pinning effect of the defect dipoles. The results obtained through X-ray photoelectron spectrum suggest that sintering temperature affects valence of the Mn ion and quantity of oxygen vacancies. Hence, a proper explanation is proposed to illustrate the fluctuation of mechanical quality factor (Qm) due to the sintering temperature.

关键词: Sintering temperature , 压电特性 , 铌锰锆钛酸铅 , 氧空位

铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

李宝山 , 朱志刚 , 李国荣 , 殷庆瑞 , 丁爱丽

无机材料学报

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT (PMnN—PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(kp)随烧结温度的升高而提高, 而机械品质因子(Qm)却呈波浪状变化. XPS及TEM实验分析证明:PMnN—PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn2+的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Qm值不致降低.

关键词: 铌锰锆钛酸铅 , sintering temperature , valency of Mn , oxygen vacancies

硅基(001)取向Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3薄膜的制备及其铁电性能研究

张程浩 , 狄杰建 , 谭培培 , 李明勇 , 赵全亮 , 谭晓兰 , 王大伟

人工晶体学报

采用磁控溅射法在LaNiO3/Si衬底上制备了6%Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-94% Pb(Zr0.52 Ti0.48) O3 (PMnN-PZT)铁电薄膜,对其微结构和铁电特性进行了研究.结果表明,该铁电薄膜呈(001)高度择优取向,取向度高达98%.经过1010次铁电循环测试,铁电薄膜无疲劳现象;在104 s时间内,薄膜的铁电保持和印记特性稳定,无明显退化.该结果说明LaNiO3氧化物电极会降低PMnN-PZT薄膜的氧空位浓度,有效地缓解了电荷注入的问题,因此改善了PMnN-PZT薄膜的铁电性能.

关键词: 锰铌锆钛酸铅 , 镍酸镧 , 铁电性能 , 磁控溅射

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