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LaNiO_3缓冲层厚度对Ca_(0.4)Sr_(0.6)Bi_4Ti_4O_(15)薄膜结构和电性能的影响

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硅酸盐学报 2011年第11期39卷 1838-1843页

作者：范素华于冉张丰庆胡伟山东女子学院济南250300 山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101

利用溶胶–凝胶法在Si(100)衬底上制备了具有(110)取向的LaNiO3薄膜,然后在LaNiO3/Si(100)上制备了Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15(Ca0.4Sr0.6BTi)薄膜。研究了LaNiO3缓冲层厚度对Ca0.4Sr0.6BTi薄膜结构和电性能的影响。结果表明,当引入LaNiO3厚度为250 nm时,Ca0.4Sr0.6BTi薄膜(200)面衍射峰择优取向最明显,即薄膜样品的(200)与(119)面衍射峰的相对强度I(200)/I(119)最大,为1.20;Ca0.4Sr0.6BTi薄膜的相对介电常数最大为230,介电损耗因子(tanδ)为0.068,剩余极化强度为17.5μC/cm2,矫顽电场为84.6 kV/cm。

关键词：钙锶铋钛铁电薄膜镍酸镧缓冲层铁电性能

烧结温度对Ca_(0.6)Sr_(0.4)Bi_4Ti_4O_(15)铁电陶瓷性能影响

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稀有金属材料与工程 2007年第A1期36卷 399-402页

作者：范素华陈文张丰庆徐静武汉理工大学材料科学与工程学院山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101 山东建筑大学材料科学与工程学院济南大学材料科学与工程学院

利用溶胶凝胶法制备了钙锶铋钛(Ca0.6Sr0.4Bi4Ti4O15简称CSBT-0.6)铁电陶瓷,研究了烧结温度对CSBT-0.6铁电陶瓷相结构、显微结构以及铁电性能的影响,分析了相关机理。发现在1150℃进行烧结,样品晶粒发育较完全,晶粒α轴取向较大,铁电性... 详细信息

利用溶胶凝胶法制备了钙锶铋钛(Ca0.6Sr0.4Bi4Ti4O15简称CSBT-0.6)铁电陶瓷,研究了烧结温度对CSBT-0.6铁电陶瓷相结构、显微结构以及铁电性能的影响,分析了相关机理。发现在1150℃进行烧结,样品晶粒发育较完全,晶粒α轴取向较大,铁电性能优良,剩余极化强度Pr=8.2μC/cm2、矫顽场强Ec=57kV/cm、介电损耗tanδ=18×10-4.4。

关键词：铁电陶瓷溶胶凝胶法剩余极化强度

CaxSr1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷及薄膜的制备及性能研究

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CaxSr1-xBi4Ti4O15铁电陶瓷及薄膜的制备及性能研究

作者：张丰庆山东建筑大学

学位级别：硕士

由于其优良的抗疲劳特性,铋层状类钙钛矿结构铁电材料在铁电随机存取存储器中具有广泛的潜在应用,这类材料的主要研究对象有SrBiTaO(SBT)、Bi4-xLaxTi3O12和SrBiTiO(SBTi),其中SrBiTiO(SBTi)薄膜的抗疲劳性能优于BiTiO,沉积温度低于SBT... 详细信息

由于其优良的抗疲劳特性,铋层状类钙钛矿结构铁电材料在铁电随机存取存储器中具有广泛的潜在应用,这类材料的主要研究对象有SrBiTaO(SBT)、Bi4-xLaxTi3O12和SrBiTiO(SBTi),其中SrBiTiO(SBTi)薄膜的抗疲劳性能优于BiTiO,沉积温度低于SBT,是一种很有前途的典型的铋层状类钙钛矿结构铁电材料,但是SrBiTiO材料的剩余极化强度和居里温度较低,CaBiTiO(CBT)是与SrBiTiO(SBTi)结构相同的铋层状钙钛矿结构铁电材料,其突出的优点恰是居里温度较高(约为790℃)。为了改善SBTi铁电陶瓷的铁电性能,得到电学性能优良且居里温度较高的铁电陶瓷及薄膜材料。本文系统探索了SrBiTiO、CaBiTiO、CaSrBiTiO铁电陶瓷的制备及性能研究;初步探讨了CaSrBiTiO铁电薄膜,并对薄膜进行了结构的分析。铋过量对SBTi铁电陶瓷结构和电学性能的影响。随着铋含量的增加,样品出现BiO3相以及焦绿石相,样品晶粒的大小随着铋含量的增加而减小,铋过量10%样品的晶粒a轴取向最多。居里温度、介电常数、介电损耗分别为518℃、248、0.21%。当铋过量少于10%或者超过10%的含量时,SBTi铁电陶瓷的电学性能恶化,这是晶体结构发生畸变和第二相出现所致。 SrBiTiO铁电陶瓷样品在1100℃烧结性能较好,居里温度为520℃,压电常数d33为9x10-12C/N。CaBiTiO陶瓷在1100℃进行烧结,样品的综合性能最佳,其居里温度Tc为784℃,压电应变常数d33为7.7x10-12C/N、损耗tanδ为21x10。在SrBiTiO中,适量的Ca取代Sr形成CaSrBiTiO(简称CSBT)铁电陶瓷薄膜有效地改善了SrBiTiO铁电陶瓷的结构及铁电性能。Ca2+可以完全进入SBTi晶格,形成铋层状钙钛矿结构。当x为0.4时,CSBT样品中a轴取向的晶粒较多,有利于材料的铁电性能。即:Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电陶瓷的剩余极化Pr=8.2μC/cm2,矫顽场Ec=57kV/cm,居里温度为570℃,压电常数d33=13.1x10-12C/N。利用溶胶-凝胶法在Si衬底上制备了纯的铋层状钙钛矿结构CaSrBiTiO铁电陶瓷薄膜。Ca2+取代量为x为0.4时,Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电陶瓷薄膜晶粒大小呈球型,XRD图谱显示(200)衍射峰强度相对较大,说明了样品显微结构择优a轴取向,有利于铋层状钙钛矿结构CaSrBiTiO铁电陶瓷薄膜的铁电性能。

关键词：溶胶-凝胶法 CaxSr1-xBi4Ti4O15 铁电陶瓷铁电薄膜铁电性能

退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜性能影响

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材料热处理学报 2008年第2期29卷 5-8页

作者：范素华徐静王培吉张丰庆山东建筑大学材料科学与工程学院山东济南250101 济南大学材料科学与工程学院山东济南250022 济南大学理学院山东济南250022

利用溶胶凝胶法制备了CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜材料,研究表明,退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜的结构、微观形貌、晶粒取向以及铁电性能影响较大,随着退火温度的提高,晶粒的取向为a轴择优取向,有利于样品的铁电性;气氛对薄膜的电学性能... 详细信息

利用溶胶凝胶法制备了CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜材料,研究表明,退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜的结构、微观形貌、晶粒取向以及铁电性能影响较大,随着退火温度的提高,晶粒的取向为a轴择优取向,有利于样品的铁电性;气氛对薄膜的电学性能影响也较大,氧气气氛可以很好的抑制氧空位的产生,提高样品的铁电性。在氧气气氛下退火所得到样品的剩余极化强度（2Pr）和矫顽场（2Ec）分别为21.4μC/cm^2和27.7kV/mm,介电常数在250±4%范围内,介电损耗在0.005～0.01之间,测试频率为1～1MHz,显示出较好的频率稳定性。

关键词： CaBi4.3Ti4O15 退火工艺铁电薄膜铁电性能

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溶胶-凝胶法制备掺钙钛酸锶铋铁电薄膜

硅酸盐学报 2008年第2期36卷 237-241页

作者：范素华徐静胡广达王培吉张丰庆山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 济南大学材料科学与工程学院济南250022 济南大学理学院济南250022

利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了Ca_xSr_(1-x)Bi_4Ti_4O_(15)(C_xS_(1-x)BT,x=0～1)铁电薄膜。研究了不同Ca^(2+)取代量对薄膜的微观结构、取向生长、铁电性能以及介电性能的影响。结果表明:当Ca^(2+)取代量为x=0.4时,C_(0.4)S_(0.6)BT铁电薄膜样品在一定程度上沿α轴择优取向;样品致密性较好,晶粒呈球型,且大小均匀,尺寸约为100nm。C_(0.4)S_(0.6)BT薄膜的剩余极化强度为8.37μC/cm^2,矫顽场强为72kV/cm:在1Hz～1MHz频率范围内,相对介电常数为234～219,介电损耗为0.009～0.073。

关键词：掺钙钛酸锶铋溶胶-凝胶法薄膜取向铁电性能介电性能

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热处理工艺对钙锶铋钛铁电薄膜性能的影响

硅酸盐学报 2007年第12期35卷 1567-1571页

作者：范素华徐静王培吉胡广达张丰庆山东建筑大学材料科学与工程学院济南250101 济南大学材料科学与工程学院济南250022 济南大学理学院济南250022

用溶胶–凝胶法和快速退火技术在带白金电极和钛过渡层的硅片(Pt/Ti/SiO2/Si)上制备了钙锶铋钛(Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15, CSBT–0.4)铁电薄膜。结果表明:退火温度及保温时间对 CSBT–0.4 铁电薄膜的微观结构、晶粒取向以及铁电性能的影响... 详细信息

用溶胶–凝胶法和快速退火技术在带白金电极和钛过渡层的硅片(Pt/Ti/SiO2/Si)上制备了钙锶铋钛(Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15, CSBT–0.4)铁电薄膜。结果表明:退火温度及保温时间对 CSBT–0.4 铁电薄膜的微观结构、晶粒取向以及铁电性能的影响较大。X 射线衍射谱表明:退火温度为 750 ℃、保温时间为 5 min,得到的 CSBT–0.4 铁电薄膜样品的晶粒大小较均匀且致密性好,而且晶粒以 a 轴取向的球状晶粒为主,剩余极化强度(2Pr)和矫顽场(2Ec)分别为 16.2 μC/cm2和 130 kV/cm。

关键词：钙锶铋钛退火温度保温时间铁电性能

Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂籽晶层对Ca_0.4Sr_0.6Bi₄Ti₄O₁₅铁电薄膜的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第S1期42卷 22-25页

作者：王营营范素华张丰庆尹军山东建筑大学山东女子学院

用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上沉积Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15/Bi3.25La0.75Ti3O12双层膜,薄膜置于空气气氛在退火炉中700℃退火处理。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的相结构、取向度和微观形貌进行表征,并测试了样品的电滞回线... 详细信息

用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上沉积Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15/Bi3.25La0.75Ti3O12双层膜,薄膜置于空气气氛在退火炉中700℃退火处理。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的相结构、取向度和微观形貌进行表征,并测试了样品的电滞回线。结果表明:与纯的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜相比,双层膜具有更高的a轴取向度,表面均匀致密无孔隙,多为球形晶粒,且晶粒尺寸约为80nm,并且具有较高的剩余极化强度Pr=13.34μC/cm2,对应的矫顽场强为68.32kV/cm;Bi3.25La0.75Ti3O12的引入对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的形核生长和晶体学取向具有一定的促进作用,有利于样品的铁电性能。

关键词：溶胶-凝胶法铁电薄膜籽晶层

热处理工艺过程对CSBT/LNO薄膜性能的影响

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稀有金属材料与工程 2013年第S1期 10-12页

作者：范素华张丰庆于冉王营营山东女子学院山东建筑大学

探讨了匀胶速度、热分解温度及退火温度对CSBT/LNO薄膜取向和性能的影响。结果表明:制备(200)衍射峰择优的CSBT/LNO薄膜的最佳热处理工艺条件为:匀胶速度4000r/min,热分解温度400℃,退火温度为725℃;薄膜样品呈现a轴择优取向,I(200)/I(1... 详细信息

探讨了匀胶速度、热分解温度及退火温度对CSBT/LNO薄膜取向和性能的影响。结果表明:制备(200)衍射峰择优的CSBT/LNO薄膜的最佳热处理工艺条件为:匀胶速度4000r/min,热分解温度400℃,退火温度为725℃;薄膜样品呈现a轴择优取向,I(200)/I(119)=1.26;样品铁电性能优良,剩余极化强度2Pr=36.7μC/cm2,对应的矫顽电场2Ec=156kV/cm;相对介电常数εr=215,具有较好的频率稳定性。

关键词：热处理温度 CSBT/LNO薄膜铁电性能

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铈掺杂对钙铋钛铁电陶瓷取向及性能的影响

稀有金属材料与工程 2009年第A2期38卷 263-266页

作者：范素华桂舟张丰庆田清波山东建筑大学山东济南250101

用固相烧结工艺,制备了不同Ce掺量CaBi4-xCexTi4O15的陶瓷样品。用X射线衍射对其显微结构进行了分析,并测试了样品的介电、铁电性能,研究了烧结温度对样品晶粒取向和铁电性能的影响。结果发现Ce掺杂未改变CaBi4-xCexTi4O15的晶体结构,1... 详细信息

用固相烧结工艺,制备了不同Ce掺量CaBi4-xCexTi4O15的陶瓷样品。用X射线衍射对其显微结构进行了分析,并测试了样品的介电、铁电性能,研究了烧结温度对样品晶粒取向和铁电性能的影响。结果发现Ce掺杂未改变CaBi4-xCexTi4O15的晶体结构,1150℃烧结所得样品中a轴取向晶粒较多,有利于样品的铁电性能;x=0.2为最佳掺量,样品剩余极化强度最大,2Pr=18.4μC/cm2,对应的矫顽场强度2Ec=99kV/cm,相对介电常数εr=165,介电损耗tanδ=2×10-3。

关键词：钙铋钛铁电陶瓷铁电性能取向