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退火温度对基于Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)栅绝缘层的ZnO-TFTs性能的影响

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电子学报 2022年第2期50卷 455-460页

作者：张琦叶伟孙芳莉萧生杜鹏飞陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723001 西北工业集团有限公司陕西西安710043

具有高介电常数的Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)薄膜存在氧空位和陷阱缺陷,因此,使用Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)作为栅绝缘层的ZnO-TFTs具有高的界面费米能级钉扎效应和低的电学性能.为了解决这些问题,提高器件性能,本文采用射... 详细信息

具有高介电常数的Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)薄膜存在氧空位和陷阱缺陷,因此,使用Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)作为栅绝缘层的ZnO-TFTs具有高的界面费米能级钉扎效应和低的电学性能.为了解决这些问题,提高器件性能,本文采用射频磁控溅射制备了以Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)为栅绝缘层的ZnO-TFTs,同时,详细研究了300℃、400℃、500℃和600℃等退火温度对ZnO-TFTs性能的影响,研究结果表明,随着退火温度的升高,Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能先升高后降低,在退火温度为500℃时,Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)栅绝缘层和ZnO-TFTs的性能都得到了显著提高,电容密度从165 nF/cm^(2)升高到222 nF/cm^(2),开关比从103升高到105.

关键词： Bi_(1.5)Zn_(1.05)Nb_(1.5)O_(7)薄膜氧化锌薄膜晶体管射频磁控溅射退火温度电容密度高介电常数

化学吸附二维介电纳米片用于超高电储能无基质纳米复合材料

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Science Bulletin 2022年第6期67卷 609-618,M0004页

作者：陈杰沈忠慧康琪钱小石李盛涛江平开黄兴溢 Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Ageing Department of Polymer Science and EngineeringThe State Key Laboratory of Metal Matrix CompositesShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Center of Smart Materials and DevicesWuhan University of TechnologyWuhan 430070China School of Mechanical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Xi'an Jiaotong UniversityXi'an 710054China

弛豫铁电聚合物具有高介电常数和优异的加工性,在电容储能应用中潜力巨大.然而,弛豫铁电聚合物固有的机械模量和热导率较低,且在高电场下易受电荷碰撞电离产生的高能电子破坏,实际电荷存储能力较差.本文通过氮化硼纳米片表面化学吸附氨... 详细信息

弛豫铁电聚合物具有高介电常数和优异的加工性,在电容储能应用中潜力巨大.然而,弛豫铁电聚合物固有的机械模量和热导率较低,且在高电场下易受电荷碰撞电离产生的高能电子破坏,实际电荷存储能力较差.本文通过氮化硼纳米片表面化学吸附氨基功能化的聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯大分子,提出了一种制备无基质纳米复合电介质的策略.氮化硼纳米片取向增强了复合介质的机械模量和导热率,化学吸附则在氮化硼纳米片表面引入了电子屏障层,可有效抑制电荷碰撞电离.与纯弛豫铁电聚合物相比,无基质纳米复合电介质的泄漏电流从2.4×10^(-6)显著下降到1.1×10^(-7)A cm^(-2),击穿强度从340增加到742 MV m^(-1),放电能量密度从5.2大幅增加到31.8 J cm^(-3).发生电击穿后,采用简单热压可使无基质纳米复合介质的介电强度恢复到原来的88%.综上,本文提出了一种利用化学吸附制备高电容储能纳米复合电介质的新策略.

关键词：纳米复合材料化学吸附聚偏氟乙烯氮化硼纳米片高介电常数击穿强度介电强度复合介质

高介电常数BaTiO3陶瓷畴反转电流影响因素的研究

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功能材料 2012年第7期43卷 912-914,918页

作者：张艳杰邓湘云韩立仁杨仁波王依山李德军天津师范大学物理与电子信息学院天津300387 海南大学材料与化工学院海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室硅锆钛资源综合开发与利用海南省重点实验室海南海口570228

采用溶胶-凝胶结合二次煅烧的方法制备了高介电常数BaTiO3陶瓷,通过X射线衍射分析得到所制备的体系为四方相和立方相共存结构,从扫描电镜的图像中能观察其晶粒尺寸为1μm。通过TF2000铁电分析仪得到其介电常数在煅烧温度为1310℃,保温... 详细信息

采用溶胶-凝胶结合二次煅烧的方法制备了高介电常数BaTiO3陶瓷,通过X射线衍射分析得到所制备的体系为四方相和立方相共存结构,从扫描电镜的图像中能观察其晶粒尺寸为1μm。通过TF2000铁电分析仪得到其介电常数在煅烧温度为1310℃,保温时间为4h,室温、测试频率为100Hz、测试电压为100V的条件下最大值为38306。研究了BaTiO3铁电陶瓷的反转电流随温度、频率和电压的影响规律,研究发现随着温度的升高反转电流缓慢降低,而随着电场和频率的增加反转电流迅速升高。从能量的观点也能进一步分析温度和电场对于反转电流的影响。

关键词： BaTiO3陶瓷高介电常数反转电流

电磁波吸收材料的新选择:高介电常数的Sb_(2)S_(3)单晶纳米棒

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Science China Materials 2021年第7期64卷 1733-1741页

作者：乔靖张雪刘畅汪宙刘伟王凤龙刘久荣 School of Materials Science and Engineering Shandong UniversityJinan 250061China State Key Laboratory of Crystal Materials Shandong UniversityJinan 250100China

硫化锑(Sb_(2)S_(3))的用途主要局限在储能和光电转换领域,而在本工作中,Sb_(2)S_(3)被首次拓展到电磁波吸收领域.高介电常数的Sb_(2)S_(3)单晶纳米棒表现出了-65.9 dB的反射损耗(13.0 GHz,3.8 mm),以及可达9.5 GHz(8.5-18.0 GHz,4.1 mm... 详细信息

硫化锑(Sb_(2)S_(3))的用途主要局限在储能和光电转换领域,而在本工作中,Sb_(2)S_(3)被首次拓展到电磁波吸收领域.高介电常数的Sb_(2)S_(3)单晶纳米棒表现出了-65.9 dB的反射损耗(13.0 GHz,3.8 mm),以及可达9.5 GHz(8.5-18.0 GHz,4.1 mm)的超宽有效吸收带宽.在排除了常见的吸收机制,例如导电损耗、界面损耗和偶极子损耗之后,我们提出了一种独特的形状各向异性影响下的单晶体极化机制(SCVP).该工作不仅突破了单组份介电吸波材料设计这一挑战,也为构建高效介电吸波材料提供了新的方法和思路.

关键词：电磁波吸收材料形状各向异性纳米棒高介电常数吸波材料光电转换反射损耗吸收机制

高介电常数NPO电容器介质材料的制备及性能研究

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高介电常数NPO电容器介质材料的制备及性能研究

作者：孙竹叶北京有色金属研究总院

学位级别：硕士

为制备高介电常数综合性能优异的NPO陶瓷,本文采用氧化物固相反应法制备了（Bi0.9La0.1）2Ti2O7-（Ca0.8Sr0.2）TiO3（BLT-CST）、（Bi0.9La0.1）2Ti2O7-（Na0.5La0.5）TiO3（BLT-NLT）和（Bi0.9La0.1）2Ti2O7-（Ca0.6La0.8/3）Ti03（BLT-CLT）三种体系的陶瓷材料,系统研究了三种体系陶瓷材料的相结构、微观形貌以及介电性能随组成的变化规律,并探讨了相结构和微观形貌对陶瓷介电性能的影响机理。主要内容如下:采用固相反应法制备xBLT-（1-x）CST（0.5 ≤x:≤0.9）介质陶瓷材料。研究该体系陶瓷的相结构随组成的变化规律,以及随之引起的陶瓷介电性能的变化。在所研究的组成范围内,陶瓷由两相构成,其中一相为偏离正常化学计量比的具有焦绿石结构的（Bi,La）2-yTi2O7-z,另一相是具有铋层状结构的 n（Ca0.8Sr0.2）TiO3·（Bi,La）4Ti3O12。xBLT-（1-x）CST陶瓷的介电常数温度特性与物相组成紧密相关。通过对xBLT-（1-x）NLT（0.4≤x≤0.75）陶瓷进行物相分析,在所研究的组成范围内,陶瓷中均检测到偏离化学计量比的焦绿石相Bi1.74Ti2O6.624。在0.4≤x≤0.65范围内,存在钙钛矿相（Na0.5La0.5）Ti03,当x继续增加到0.75时,钙钛矿相消失。在所研究的组成范围内,陶瓷同时还在铋层状结构相（Nao.sLao.5）TiO3·（Bi0.9La0.1）4Ti3O12,xBLT-（1-x）NLT 陶瓷的高介电常数很可能与此相的存在有关。通过对xBLT-（1-x）CLT（0.3 ≤ x≤0.7）陶瓷进行物相分析,在所研究的组成范围内,陶瓷中均检测到偏离化学计量比的焦绿石相Bi1.74Ti2O6.624。在0.3 ≤ x ≤ 0.4范围内,存在钙钛矿相（Ca0.6La0.8/3）TiO3,当x继续增加到0.5时,钙钛矿相消失。在xBLT-（1-x）CLT 陶瓷中还存在铋层状结构相 n（Ca0.6Lar0.8/3）Ti03·（Bi0.9La0.1）4Ti3012,在 0.3 ≤x≤0.6组成范围内,n=1,当x增大到0.7时,n=0.5。当x=0.5时,陶瓷介质材料满足NP0特性,其介电常数K～130,介电损耗tanδ～0.0015,介电常数温度系数TCK～-6.7ppm/℃。

关键词： NPO 高介电常数焦绿石钙钛矿铋层状结构

Sm/Gd-Nd协同置换对高介电常数石榴石微波铁氧体性能的影响

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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材料科学与工程学报 2024年第2期42卷 232-237,253页

作者：谢斌杨菲任仕晶中国电子科技集团公司第九研究所第四事业部四川绵阳621000

采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用... 详细信息

采用固相法陶瓷制备工艺,利用Bi^(3+)与稀土离子Gd^(3+)-Nd^(3+)、Sm^(3+)-Nd^(3+)协同置换对石榴石铁氧体进行高介电常数和高功率性能的复合,开发了新型高介电常数高功率石榴石铁氧体,研究不同烧结温度下制备的铁氧体的电磁性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对铁氧体的物相组成和微观形貌进行了表征,确认均为单一的石榴石相结构。该铁氧体良好地复合了高介电常数与高功率特性,且具有tan δ260℃等良好性能。两种高介电常数高功率铁氧体具有不同的烧结特性,在1 090℃、1 100℃烧结的Sm-Nd协同置换的铁氧体出现过烧,电磁性能恶化;而Gd-Nd协同置换的铁氧体则在整个烧结温度内均有较稳定的性能。

关键词：高介电常数高功率石榴石铁氧体电磁性能烧结温度

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高介电常数聚合物基复合材料研究进展

材料工程 2012年第5期40卷 87-92,98页

作者：尚继武张以河吕凤柱中国地质大学(北京)材料科学与工程学院矿物岩石材料开发应用国家专业实验室北京100083

本文概述了目前高介电聚合物基复合材料的主要问题,论述了铁电陶瓷、导电颗粒(金属粒子、石墨、碳纳米管)改性高介电复合材料的国内外研究进展;重点介绍了酞菁铜、聚苯胺改性全有机高介电复合材料,探讨了存在的主要问题,并指出提高介电... 详细信息

本文概述了目前高介电聚合物基复合材料的主要问题,论述了铁电陶瓷、导电颗粒(金属粒子、石墨、碳纳米管)改性高介电复合材料的国内外研究进展;重点介绍了酞菁铜、聚苯胺改性全有机高介电复合材料,探讨了存在的主要问题,并指出提高介电常数、储能密度,减小介电损耗,降低制备成本是未来发展的方向。

关键词：高介电常数聚合物基复合材料储能电容器介电损耗

氧化物添加对BaO-TiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃陶瓷介电性能的影响

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稀有金属 2021年第2期45卷 210-216页

作者：周敏张庆猛陈均优孙竹叶杨婧北京有色金属研究总院先进电子材料研究所北京100088

采用烧结法制备工艺,成功制备了BaO-TiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃陶瓷,以钛酸钡体系玻璃陶瓷为基础成分添加不同种类氧化物(Y2O3,Ni2O3,ZrO2),并采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),精密阻抗分析仪测试仪(LCR)对添加不同氧... 详细信息

采用烧结法制备工艺,成功制备了BaO-TiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃陶瓷,以钛酸钡体系玻璃陶瓷为基础成分添加不同种类氧化物(Y2O3,Ni2O3,ZrO2),并采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),精密阻抗分析仪测试仪(LCR)对添加不同氧化物玻璃陶瓷样品的析出相成分、微观结构和介电性能进行表征,研究了氧化物添加对BaO-TiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃陶瓷性能的影响。研究结果表明:添加不同的氧化物并未改变BaO-TiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃陶瓷的析出相种类,但能够促进基体中钙钛矿结构钛酸钡结晶相的生成。同时添加不同氧化物后样品的致密度均随烧结温度的升高呈现先增大后减小的变化趋势,在最适烧结温度下,氧化物的添加提高了不同烧结玻璃陶瓷样品的致密度,并优化了样品的介电性能。通过添加不同种类氧化物获得了同时具有高致密度和良好介电性能的玻璃陶瓷成分,当添加0.5%(质量分数)Ni_(2)O_(3)时,样品在最佳烧结温度1230°C下烧结获得最大致密度为98.6%,提高了1.65%,样品室温下的介电常数高达1100,提高了139.5%。

关键词：氧化物钛酸钡玻璃陶瓷高介电常数

NH_(3)和N_(2)混合等离子体预处理对锗MOS器件性能的影响

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材料导报 2021年第14期35卷 14012-14016页

作者：乌李瑛柏荣旭瞿敏妮付学成田苗马玲王英程秀兰上海交通大学电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台上海200240 芬兰倍耐克有限公司上海代表处上海200135

对锗衬底进行NH 3和N 2混合等离子体(V(NH_(3))∶V(N_(2))=5∶1)原位预处理,其自然氧化层GeO_(x)反应生成GeO_(y)N_(z)。XPS结果显示,随着预处理时间的延长,GeO_(y)N_(z)厚度稍有增加。结构为500 nm Al/20 nm Ti/10 nm HfO_(2)/Ge的锗MOS电容样品,在1 V的偏压下,未经过原位等离子体预处理的样品的漏电流密度为10^(-4) A/cm^(2)量级,而120 s NH_(3)/N_(2)混合等离子体预处理后的样品的漏电流密度减小到10^(-5) A/cm 2量级;所有等离子体预处理样品的C-V曲线不存在明显的翘曲变形,表明样品的界面陷阱电荷密度较低;通过C-V曲线计算可得,NH_(3)/N_(2)混合等离子体预处理60 s后样品的等效电容约为17,小于理想HfO_(2)的介电常数值,说明预处理条件下仍有不可忽略的层间电容。与其他预处理方法相比,NH_(3)/N_(2)混合等离子体原位预处理锗衬底可以更加有效地提高锗衬底上原子层沉积HfO_(2)层间界面的质量,抑制Ge向HfO_(2)的扩散,对界面的陷阱电荷有重要的限制作用。在提高锗MOS器件的性能方面,NH_(3)和N_(2)混合等离子体原位预处理的方法在工业生产中更具有潜在优势。

关键词：锗MOS 原子层沉积原位等离子体预处理二氧化铪薄膜高介电常数漏电流密度