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锶钡比及膜厚对钛酸锶钡薄膜介电行为的影响

中国科技信息 2012年第6期 54-54页

作者：赵丽丽张智翔高永进翟春雪何崇斌西北大学信息科学与技术学院

采用溶胶-凝胶法制备不同锶钡比、不同膜厚的钛酸锶钡薄膜,研究了薄膜的介电行为。性能测试表明,在不同的锶钡比的钛酸锶钡薄膜中,介电性能最好的锶钡比为0.5:0.5,此时介电系数最大介电损耗最小;膜厚与薄膜的介电系数呈线性关系,随膜厚... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备不同锶钡比、不同膜厚的钛酸锶钡薄膜,研究了薄膜的介电行为。性能测试表明,在不同的锶钡比的钛酸锶钡薄膜中,介电性能最好的锶钡比为0.5:0.5,此时介电系数最大介电损耗最小;膜厚与薄膜的介电系数呈线性关系,随膜厚增加薄膜的介电系数线性增加。

关键词：溶胶-凝胶法钛酸锶钡薄膜介电性能锶钡比

Sol-Gel法制备钛酸锶钡薄膜及其掺杂介电行为

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中国科技信息 2012年第7期 60-60页

作者：赵丽丽高永进张智翔翟春雪何崇斌西北大学信息科学与技术学院

采用溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡薄膜,经XRD测试薄膜的相结构,证明薄膜具有一定的择优取向性。性能测试表明,随Mn掺杂量的增加,薄膜的介电系数稳定地增加,而介电损耗在Mn含量为7.5%时最小。

关键词：溶胶-凝胶法钛酸锶钡薄膜掺杂介电性能

高储能密度薄膜电容器中钛酸锶钡和铌酸锌铋的制备及其特性研究

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高储能密度薄膜电容器中钛酸锶钡和铌酸锌铋的制备及其特性研究

作者：卫凯龙中北大学

学位级别：硕士

虽然风能、太阳能、潮汐能等新能源被转化为电能缓解了能源危机,但电能储存技术问题一直没有解决。电容器是电能存储的核心单元,传统电容器因为其体积大,储能密度低且损耗大已经严重阻碍了上述行业的发展。高储能密度薄膜电容器中介电... 详细信息

虽然风能、太阳能、潮汐能等新能源被转化为电能缓解了能源危机,但电能储存技术问题一直没有解决。电容器是电能存储的核心单元,传统电容器因为其体积大,储能密度低且损耗大已经严重阻碍了上述行业的发展。高储能密度薄膜电容器中介电薄膜材料介电常数大、损耗较低且击穿电压高,可以使储能电容器体积更小,储能密度更大且使用寿命更长。本文通过溶胶-凝胶法制得了两种可用于薄膜电容器中的介质薄膜钛酸锶钡和铌酸铋锌。钙钛矿结构的钛酸锶钡BaSrTiO(BST)和焦绿石结构的铌酸铋锌BiZnNbO(BZN)介质薄膜材料都具有介电常数高、正切损耗低、储能密度大和透光率高等优点。在制备BST介质薄膜和BZN介质薄膜时,研究了不同退火温度对BST的结构与性能的影响和前驱液pH值对BZN的结构与性能的影响,建立了材料组分、晶体结构、介电性能、储能密度与透过率之间的联系。主要研究内容和结果如下:(1)采用改进的溶胶-凝胶法在FTO玻璃基底上制备了BST介质薄膜,解释了溶胶形成过程中的CA-EG的缩聚反应,研究退火温度对其晶体结构、电学性能的影响。退火温度为600℃时,BST薄膜XRD衍射峰的相对强度最大,半高峰最窄,结晶程度最高,此时薄膜元素XPS图谱的结合能偏移量最小,结合能相位差最接近理论值,介电性能测试中发现此时薄膜有最好的电学性能,介电常数为80,最高电压击穿强度值为1.85MV/cm,最小的正切损耗为0.008,最高储能密度为1.21 J/cm,最高平均光学透过率为87.2%。(2)在FTO玻璃基底制备BZN介质薄膜时,使用NbO代替常用的乙醇铌,降低了Nb溶液的成本,还优化了Nb-CA工艺。通过柠檬酸和氨水控制前驱液的pH值,研究前驱液pH值对其晶体结构、电学性能和光学性能的影响。测试发现前驱液pH=5时,BZN薄膜XRD衍射峰的相对强度最大,半高峰最窄,结晶程度最高,薄膜元素XPS图谱的结合能偏移量最小,结合能相位差最接近理论值,此时的BZN薄膜具有最好的电学性能,介电常数为120,损耗正切为0.003,调谐率为14.8%,储能密度值为9.82×10 J/cm,平均光学透过率为87.2%。

关键词：钛酸锶钡薄膜铌酸铋锌薄膜介电性能储能密度透过率

钛酸锶钡纳米晶及其薄膜的Sol-Gel法制备和表征

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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2003年第3期32卷 242-247页

作者：郭惠芬焦作大学基础科学系河南焦作454150

用Sol-Gel法制备了钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)纳米晶,用FT-IR、XRD、TG-DTA、AFM等表征技术研究了其晶化过程.结果表明,溶胶经冰乙酸适度稀释后稳定性提高,易于制备高质量的薄膜;薄膜的晶化温度为750℃.在单晶硅基底上制备了粒径分布均... 详细信息

用Sol-Gel法制备了钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)纳米晶,用FT-IR、XRD、TG-DTA、AFM等表征技术研究了其晶化过程.结果表明,溶胶经冰乙酸适度稀释后稳定性提高,易于制备高质量的薄膜;薄膜的晶化温度为750℃.在单晶硅基底上制备了粒径分布均匀、平均晶粒约为50nm的钛酸锶钡(Ba0.8Sr0.2TiO3)薄膜.

关键词：钛酸锶钡纳米晶钛酸锶钡薄膜 Sol—Gel法制备方法结构表征溶胶-凝胶法热分解晶化过程

基于钛酸锶钡介电非线性效应的可调谐太赫兹人工电磁媒质

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物理学报 2013年第4期62卷 130-134页

作者：赵强文岐业戴雨涵张继华陈宏伟杨传仁张万里电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

数值仿真研究了内嵌钛酸锶钡薄膜夹层的金属网格谐振单元人工电磁媒质的谐振行为.垂直电磁波激励下,电磁响应频率随着内嵌夹层钛酸锶钡薄膜介电常数的变大呈现红移,调谐率为22.6%.本文提出的人工电磁媒质调谐方法只需要以结构单元的上... 详细信息

数值仿真研究了内嵌钛酸锶钡薄膜夹层的金属网格谐振单元人工电磁媒质的谐振行为.垂直电磁波激励下,电磁响应频率随着内嵌夹层钛酸锶钡薄膜介电常数的变大呈现红移,调谐率为22.6%.本文提出的人工电磁媒质调谐方法只需要以结构单元的上下两层金属图形本身作为电极对内嵌夹层钛酸锶钡薄膜施加电压,极大地简化了可调谐人工电磁媒质的制备及应用,在太赫兹人工电磁媒质调制器等方面具有潜在的应用.

关键词：人工电磁媒质钛酸锶钡薄膜介电非线性调谐

溶胶—凝胶法制备钛酸锶钡多层膜的漏电流性能

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溶胶—凝胶法制备钛酸锶钡多层膜的漏电流性能

作者：朱燕艳苏州大学

学位级别：硕士

钛酸锶钡(BaSrTiO或BST)以其高介电常数、低损耗，介电响应快、疲劳强度大等优点，在下一代动态随机存储器(DRAM)上的应用前景非常广阔，是近年来人们研究的热点。虽然在这方面的工作已取得可喜的进展，但要使其成功地应用于DRAM器件上... 详细信息

钛酸锶钡(BaSrTiO或BST)以其高介电常数、低损耗，介电响应快、疲劳强度大等优点，在下一代动态随机存储器(DRAM)上的应用前景非常广阔，是近年来人们研究的热点。虽然在这方面的工作已取得可喜的进展，但要使其成功地应用于DRAM器件上，仍有很多问题有待进一步解决，如较高的漏电流现象。数据一旦被写进DRAM，每个小电容上电荷的存储时间就必须大于DRAM的刷新脉冲时间，如果由于漏电流致使存储的电荷丢失，就会导致数据读取的误操作。所以有必要降低漏电流以增加读取数据的可靠性。因此，漏电流性能的改进将是一项很有意义的工作。本文采用溶胶-凝胶法，通过降低最底层和最上层的退火温度，在Pt／Ti／SiO／Si衬底上制备了非晶／多晶型BST多层膜，不仅改善了正向漏电流特性，而且也改善了反向漏电流特性。从多层膜的XRD图可以看出明显的鼓包，表明有BST的非晶层存在。这也可以从SEM表面形貌得到证实。而且，通过降低最上面非晶层的厚度，可以有效地控制薄膜的介电常数，而损耗依然保持较低。本文就LaNiO缓冲层对BST薄膜漏电流的影响也进行了初步研究。在Pt／Ti／SiO／Si衬底上先制备一LaNiO缓冲层，然后再制备BST薄膜。研究表明LaNiO和BST薄膜在晶格结构和晶格常数上的相似性给BST薄膜和底电极提供了更好的晶格匹配，从而改善BST薄膜的性质。从XRD图可以看出这样制备得到的BST薄膜有明显的择优取向性。与同厚度的BST膜相比漏电流性能有了明显改善，介电常数也有提高，而损耗仍然保持较低。

关键词：钛酸锶钡薄膜动态随机存储器溶胶-凝胶法漏电流

铈镁交替掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜高调谐性能

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物理学报 2016年第14期65卷 261-267页

作者：胡一明廖家轩杨函于王思哲吴孟强徐自强冯婷婷巩峰电子科技大学能源科学与工程学院成都611731

根据Ce掺杂、Mg掺杂以及Y和Mn交替掺杂可分别使Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜的介电调谐率、介电损耗和综合介电性能提高、降低和提高的特点,采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了6层Ce和Mg交替掺杂BST薄膜,并研究其结构及介电性能.... 详细信息

根据Ce掺杂、Mg掺杂以及Y和Mn交替掺杂可分别使Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜的介电调谐率、介电损耗和综合介电性能提高、降低和提高的特点,采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了6层Ce和Mg交替掺杂BST薄膜,并研究其结构及介电性能.Ⅹ射线衍射表明,该薄膜为立方钙钛矿结构、主要沿(110)晶面生长、晶化明显增强.扫描电子显微镜表明,薄膜表面形貌极大改善,首层薄膜与基体良好匹配,Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜表面更均匀致密、晶粒更细小、晶化略微减弱.Ⅹ射线光电子能谱表明,薄膜表面非钙钛矿结构显著减少.薄膜显示高调谐率和高优质因子.Mg掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在高频范围的综合介电性能更稳定.Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在低频范围的介电强度更高,综合性能更突出,在100 kHz下,10,20和40 V偏压对应的调谐率分别为47.4%,63.6%和71.8%,对应的优质因子分别为27.1,77.5和86.5,可满足微波调谐应用.同时,就有关机理进行了分析.

关键词：铈镁交替掺杂钛酸锶钡薄膜高调谐介电性能

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交替中间热处理BST薄膜介电性能研究

无机材料学报 2009年第5期24卷 962-966页

作者：廖家轩魏雄邦潘笑风张佳傅向军王洪全电子科技大学电子科学技术研究院成都610054

用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)薄膜:常规的四层薄膜,在逐层制备过程中,对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment,PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理(称为交替中间热处理(Alte... 详细信息

用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)薄膜:常规的四层薄膜,在逐层制备过程中,对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment,PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理(称为交替中间热处理(Alternate-preheat-treatment,APT))的八层薄膜.用XPS研究薄膜表面成分化学态,用SEM和AFM观察表面形貌及晶化,并进行了介电性能测试.结果表明,常规薄膜介电性能差;经PT,薄膜裂纹和缩孔显著减少,形貌明显改善,表面非钙钛矿结构显著减少,介电性能明显提高;经APT,薄膜形貌进一步改善,平均晶粒大小约30nm,非钙钛矿结构进一步减少,介电损耗明显降低,介电稳定性和介电强度大幅度提高.APT为制备退火温度低及结构均匀致密的纳米晶BST薄膜提供了新方法,可满足低频实用要求.退火温度对薄膜厚度的影响也进行了讨论.

关键词：中间热处理交替中间热处理钛酸锶钡薄膜介电性能

氧退火对SiO_2/Si衬底BST薄膜特性的影响

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固体电子学研究与进展 2004年第3期24卷 396-401页

作者：陈平黄美浅李观启李斌陈蒲生华南理工大学应用物理系广州510640

利用氩离子束镀膜技术和硅平面工艺在经过干氧氧化的硅衬底上制备一层钛酸锶钡薄膜 ,并在氧气中进行不同条件的退火处理 ,然后蒸铝及利用光刻技术制作铝电极而形成 MIOS电容结构 ,研究其物理及电学特性。结果表明 ,氧退火条件对衬底的... 详细信息

利用氩离子束镀膜技术和硅平面工艺在经过干氧氧化的硅衬底上制备一层钛酸锶钡薄膜 ,并在氧气中进行不同条件的退火处理 ,然后蒸铝及利用光刻技术制作铝电极而形成 MIOS电容结构 ,研究其物理及电学特性。结果表明 ,氧退火条件对衬底的钛酸锶钡薄膜的物理及电学特性有较为明显的影响。

关键词：钛酸锶钡薄膜物理特性电学特性介电常数电荷存储