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SrBi_2Ta_2O_9/Bi_4Ti_3O_(12)复合铁电薄膜的制备与特性研究

物理学报 2007年第12期56卷 7315-7319页

作者：王华任明放桂林电子科技大学信息材料科学与工程系桂林541004

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜.研究了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性.研究表明:Si衬底Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴择优生长,并有利于SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12... 详细信息

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜.研究了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性.研究表明:Si衬底Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴择优生长,并有利于SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的生长.合理的SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比能获得较好的铁电性能和优良的抗疲劳特性,SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比为1∶3的复合薄膜的剩余极化强度和矫顽电场分别为8.1μC/cm2和130kV/cm,其无疲劳极化开关次数达1011以上.

关键词： SrBi2Ta2O9 Bi4Ti3O12 复合铁电薄膜溶胶凝胶工艺

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复合铁电薄膜热释电性质理论研究

复合铁电薄膜热释电性质理论研究

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作者：庞宏博吉林大学

学位级别：硕士

本文将从理论上研究复合铁电薄膜的热释电特性。在复合铁电薄膜中,由于两种铁电材料的结构不同,在两种材料之间会产生一个过渡层,它与两种材料的结构有密不可分的关系,对整个复合薄膜的性质有重要的影响。对于两组分材料同向极化的复合... 详细信息

本文将从理论上研究复合铁电薄膜的热释电特性。在复合铁电薄膜中,由于两种铁电材料的结构不同,在两种材料之间会产生一个过渡层,它与两种材料的结构有密不可分的关系,对整个复合薄膜的性质有重要的影响。对于两组分材料同向极化的复合薄膜,由于铁电性较弱的材料对铁电薄膜内的极化分布有很大的影响,从而与铁电性较高的体材料相比,复合薄膜降低整个体系的平均极化强度、相变温度和热释电系数;在垂直薄膜方向上进行复合的铁电薄膜中,退极化场的作用是十分显著的,它使得自发极化的分布尽可能趋于均匀。基于上述考虑,本文利用推广的GLD唯象理论的自由能,分别从理论上对过渡层对复合铁电薄膜热释电性质的影响及纵向复合的梯度铁电膜的热释电性质进行研究,通过理论分析和数值计算,研究了复合铁电薄膜的热释电性能、铁电相变及自发极化等性质,从而得到了一些结论。

关键词：复合铁电薄膜热释电效应自发极化铁电相变

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锆酸铅基复合铁电薄膜负电热性能的研究

锆酸铅基复合铁电薄膜负电热性能的研究

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作者：黄丹湘潭大学

学位级别：硕士

在绝热条件下,铁电薄膜由于外电场作用引起自身温度升高和降低的现象分别称为正电热效应与负电热效应。基于电热效应的电热制冷技术具有制冷效率高、对环境友好等特点,在固体制冷领域具有较好的应用前景。同时利用正电热效应和负电热效... 详细信息

在绝热条件下,铁电薄膜由于外电场作用引起自身温度升高和降低的现象分别称为正电热效应与负电热效应。基于电热效应的电热制冷技术具有制冷效率高、对环境友好等特点,在固体制冷领域具有较好的应用前景。同时利用正电热效应和负电热效应,相比单独利用正电热效应或者负电热效应,其制冷效率更高。然而,人们对负电热效应的研究刚刚起步,所得到的负电热效应比较弱。因此,开发具有大负电热效应的材料及其制备工艺对提高电热制冷效率具有重要的研究意义。锆酸铅PbZrO3(PZ)是一种典型的具有相对较大负电热强度的反铁电材料,但是其耐击穿电场相对比较低导致绝热温度变化值较小。本论文采用复合材料技术,将具有较高耐击穿电压的0.12Bi(Mg0.5Ti0.5)O3-0.88BaTiO3(BMT-BT)薄膜与PZ薄膜进行复合,来提高PZ反铁电薄膜的负电热性能。主要研究内容和结果如下:***反铁电薄膜的制备及负电热性能分析探究了不同制备工艺下的PZ反铁电薄膜的负电热性能。研究结果表明,逐层退火的PZ反铁电薄膜的负电热性能优于一次性退火的PZ反铁电薄膜的负电热性能;适当的延长退火时间,则会提高PZ反铁电薄膜的负电热性能。2.复合方式对PZ-BMT-BT复合铁电薄膜负电热性能的影响研究了交错结构、夹层结构两种复合方式对PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的负电热性能的影响。研究结果表明,PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的负电热强度比单一PZ反铁电薄膜有明显提高,其中交错结构的PZ-BMT-BT复合铁电薄膜提高更为显著。3.退火工艺对交错结构PZ-BMT-BT复合铁电薄膜负电热性能的影响进一步优化了交错结构PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的退火工艺。研究结果表明,一次性退火交错结构PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的负电热性能优于逐层退火;随着退火时间的变长,交错结构PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的负电热性能先增大后减小,在退火时间10 min条件下具有相对比较大的负电热效应,在电场强度差值DE=1151 kV×cm时,薄膜负电热效应DT可以达到-32 K,其负电热强度为0.0278 K×cm×k V,比其他退火工艺下的PZ-BMT-BT复合铁电薄膜的负电热强度高1-2个数量级。

关键词：负电热效应复合铁电薄膜退火工艺锆酸铅反铁电薄膜

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