一、钛酸锶钡材料应用于超高密度动态随机存储器的研究（论文文献综述）
王宏哲[1]（2020）在《交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究》文中研究指明钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)是一种典型的ABO3型钙钛矿结构的位移型铁电体,其拥有适中的介电常数,较低的介电损耗,且介电常数随外加电场呈非线性变化。因其在顺电相下时仍具有介电非线性特性,现已成为制备可调谐电子器件的首选材料。近年来,随着可调谐电子器件向微型化、轻量化方向发展,研究重心正在从陶瓷材料转向薄膜材料。由于其独特的优势Ba1-xSrxTiO3薄膜越来越受到人们的青睐,未来在民用、军用领域中具有广阔的应用前景。因此,钛酸锶钡薄膜的掺杂改性,对制备性能优异的可调谐电子器件具有重要意义。本文以钛酸锶钡薄膜为研究对象,采用溶胶-凝胶方法制备改性的Ba1-xSrxTiO3薄膜。系统研究了受主离子掺杂、元素比例调控、结构设计和内部界面层引入对Ba1-xSrxTiO3薄膜结构、形貌、介电性能和漏电流行为的影响。研究内容及研究结论如下:1、掺杂改性Ba1-xSrxTiO3薄膜的制备及其介电调谐性能的研究。根据锌、镁离子掺杂Ba1-xSrxTiO3薄膜的优势,首先,使用溶胶-凝胶方法配置了Ba0.6Sr0.4TiO3溶胶、掺杂改性Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3（MBST）溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（ZBST）溶胶。然后,设计了拥有交替结构的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（ZMZ）薄膜和Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3（MZM）薄膜。研究了离子掺杂和交替结构对薄膜结构、形貌和介电性能的影响,结果表明:锌、镁离子掺杂没有改变Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的物相结构,薄膜均为立方钙钛矿相,且均在（110）晶面处具有最强衍射峰;二元交替掺杂结构ZMZ薄膜的结晶性优于ZBST薄膜,而MBST薄膜的结晶性优于MZM薄膜;薄膜的晶粒尺寸在19～35nm之间;与ZBST薄膜相比,ZMZ薄膜的晶粒更小、表面更致密;MBST薄膜与MZM薄膜的微观形貌差异不明显;当频率为1MHz时、ZMZ薄膜在30V直流偏压下的调谐度和品质因子分别为46.9%、64.2;此外,当频率分别为100k Hz和1MHz时,ZMZ薄膜在相同偏压下所对应的调谐度和品质因子值差异不大,薄膜表现出较好的频率稳定性。2、掺杂Ba1-xSrxTiO3薄膜处于顺电相、铁电相时的介电调谐性能研究。根据Ba1-xSrxTiO3材料的居里温度会随着钡锶比（Ba/Sr）的变化而变化,首先,通过调控Ba/Sr配置了Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（3/2-ZBST）溶胶、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3（1/1-ZBST）溶胶、Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3（3/1-ZBST）溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3（3/2-MBST）溶胶、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Mg0.01O3（1/1-MBST）溶胶、Ba0.75Sr0.25Ti0.99Mg0.01O3（3/1-MBST）溶胶。然后,设计了分别处于顺电相、铁电相下的二元交替掺杂薄膜。即Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（3/2-ZMZ）顺电相薄膜、Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.5Sr0.5Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.5Sr0.5Ti0.99Zn0.01O3（1/1-ZMZ）顺电相薄膜和Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.75Sr0.25Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.75Sr0.25Ti0.99Zn0.01O3（3/1-ZMZ）铁电相薄膜。重点研究了处于顺电相、铁电相下的二元交替掺杂薄膜的介电调谐性能,研究结果表明,所有试样均为ABO3型多晶薄膜,各薄膜在（110）晶面处的平均晶粒尺寸约为230（?）;所有薄膜的表面光滑、无裂纹,但有一些微孔;薄膜的相对介电常数均小于500;处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜与处于顺电相下的3/2-ZMZ、1/1-ZMZ薄膜的介电损耗差异不大;由双曲线定律得到处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜中畴壁运动对介电损耗的贡献约为6.4%,畴壁运动对介电损耗的贡献减弱;当直流偏压分别为2.5V与7.5V时,3/1-ZMZ薄膜的品质因子分别为20.7、29.6,表明3/1-ZMZ薄膜在较小的直流偏压下仍具有优异的调谐能力;J-V特性曲线表明处于铁电相下的3/1-ZMZ薄膜仍具有较低的漏电流密度。3、锌、镁离子掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜漏电流行为的影响。根据Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的势垒高度受受主掺杂离子的影响,首先,使用溶胶-凝胶方法配置Ba0.6Sr0.4TiO3（BST）溶胶、单组分受主掺杂的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（ZBST）溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3（MBST）溶胶。然后,设计制备了厚度一致的BST薄膜、ZBST薄膜、MBST薄膜及二元交替结构的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（ZMZ）薄膜。重点研究了单组分掺杂、二元交替掺杂对Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜势垒高度的影响,研究结果显示,ZMZ薄膜的界面势垒高度为0.55e V,BST薄膜的界面势垒高度为0.53e V,但是,与ZBST、MBST薄膜相比,ZMZ薄膜的界面势垒高度的变化不明显;ZMZ薄膜的陷阱势垒高度为0.17e V,BST薄膜的陷阱势垒高度为0.12e V,ZBST薄膜、MBST薄膜的陷阱势垒高度分别为0.15e V、0.16e V,陷阱势垒高度的增强可能与陷阱效应减弱以及氧空位缺陷产生的施主效应减弱有关,能带图直观地显示了氧空位缺陷与界面势垒高度、陷阱势垒高度之间的联系。4、内部界面层对掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜介电性能的影响及其在滤波器中仿真研究。根据多层铁电薄膜中存在界面效应,提出在Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜中引入不同数量的内部界面层。首先,利用溶胶-凝胶方法配置单组分受主掺杂的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3（ZBST）溶胶、Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3（MBST）溶胶。然后,设计制备拥有2层内部界面层、4层内部界面层和8层内部界面层的Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Mg0.01O3/Ba0.6Sr0.4Ti0.99Zn0.01O3薄膜（依次为S2、S4、S8）。研究了内部界面层对薄膜结构、形貌、介电性能和漏电流行为的影响,研究结果表明,所有薄膜均为立方钙钛矿BST相,均在（110）晶面处具有最强衍射峰;薄膜表面组分均匀、无裂纹层;当外加直流电场的偏压为600k V/cm时,S8薄膜在10MHz、100k Hz时的品质因子值分别为111.3和108.6,数值上差异不大,表明薄膜具有较好的频率稳定性;内部界面层的引入改变了Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的漏电流行为,S8薄膜拥有最小的漏电流密度。选用S8薄膜电容作为可调元件,设计了四阶“抽头型”梳妆线可调带通滤波器。当其介电常数从500减小至191时,滤波器的中心频率可调率为5.7%。
张靖[2]（2020）在《钛酸锶钡基陶瓷制备工艺与介电性能研究》文中研究指明钛酸锶钡(Ba1-xSrxTi O3,BST)是钛酸锶和钛酸钡的完全固溶体,属于钙钛矿结构（ABO3）,具有高介电常数、低介电损耗、居里温度可调等优点,广泛应用于介质储能、动态随机存储器、微波移相器和多层陶瓷电容器等领域,具有很好的研究价值和应用前景。本论文采用草酸盐沉淀法制备了Ba0.6Sr0.4Ti O3陶瓷粉体,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等测试手段对陶瓷粉体的晶体结构、微观形貌进行表征,研究了草酸盐沉淀法的反应过程以及溶液p H值、煅烧温度等反应条件对粉体微观形貌的影响。选取粒径均匀、分散性良好、纯度高的Ba0.6Sr0.4Ti O3粉体作为基体材料,以Cu（NO3）2和Mg（NO3）2作为包覆材料,系统研究了化学沉淀法和室温固相法制备复合粉体工艺以及反应条件对粉体结构和形貌的影响,并分别对其表面包覆的形成机理以及影响因素进行了探讨。在此基础上,以化学沉淀法和室温固相法制备的粉体为原料制备了Ba0.6Sr0.4Ti O3@Cu O和Ba0.6Sr0.4Ti O3@Mg O复相陶瓷,研究了其烧结机理以及微观结构对介电性能的影响。最后,作为对比,研究了钛酸铜钙复合钛酸钡陶瓷的烧结工艺和介电性能。具体结论如下:（1）共沉淀法制备BST粉体形貌受溶液p H值和煅烧温度的影响较大,结果表明,控制反应溶液p H值为3.5,煅烧温度为850℃时可获得形貌较好、相纯度高的Ba0.6Sr0.4Ti O3粉体。（2）以Cu（NO3）2·3H2O和上述共沉淀法制备的Ba0.6Sr0.4Ti O3粉体为原料,采用沉淀法和室温固相法制备了不同包覆量的BST@xwt%Cu O复合陶瓷粉体。在此基础上,以BST@Cu O复合粉体为原料,在12～18M pa成型压力条件下压片,1280℃烧结2小时制备了BST@Cu O陶瓷,介电性能测试结果分析表明,由于高温下Cu2+的扩散部分进入钙钛矿结构中Ti4+的位置,引起晶格畸变,同时烧结过程中产生的液相Cu O处在晶界位置,引起界面极化致使陶瓷介电常数增大的同时介电损耗也增大。不同频率下的介电性能测试结果表明,室温下两组BST@Cu O陶瓷介电常数和介电损耗都有着很好的频率稳定性。（3）以Mg（NO3）2·6H2O和前述制备的Ba0.6Sr0.4Ti O3粉体为原料,采用沉淀法和室温固相法制备了不同包覆量的BST@xwt%Mg O复合陶瓷粉体。在12～18M pa压力范围下压片后,1280℃条件下烧结2小时制成复相陶瓷片。Mg O有细化晶粒,提高陶瓷致密度的作用。SEM分析表明,沉淀法制备的陶瓷片致密度更高,晶粒更为均匀细小。介电阻抗测试结果表明,两种制备工艺各个组分的复相陶瓷片都有着很好的频率稳定性。由于氧化镁的介电常数低于BST,大多数情况下包覆一定量的Mg O会降低陶瓷介电常数。对比沉淀法和室温固相法制备的复相陶瓷介电性能,室温固相法的复相陶瓷有着更好的频率稳定性和较高的介电常数,沉淀法的复相陶瓷则有着更低的介电损耗。（4）通过传统固相法结合两步工艺制备了（1-x）Ba Ti O3-x Ca Cu3Ti4O12（BT-CCT O,x=0.05,0.1,0.15和0.2）复相陶瓷。研究发现,单相的BT和CCTO在1200°C会发生反应形成二次相Ba4Ti12O27和Ca Ti O3,且随着CCTO含量的增加,BT-CCTO复相陶瓷表现出四方（晶粒尺寸约1μm）到长棒状（约10μm长）不均匀的晶粒生长方式,介电常数显着提升,明显偏离复相材料的对数法则,100°C附近表现出弥散特性,提升了BT陶瓷的温度稳定性。
汪慧[3]（2020）在《纳米钛酸（锶）钡的制备及光催化和湿敏性能研究》文中研究说明钛酸锶钡Ba1-xSrxTiO3（简称BST）具有典型的钙钛矿结构,由于其具有优秀的介电性能、低的介电损耗、高的介电常数和良好的热稳定性,尤其是其介电和光学性能可随锶的含量0～1范围内的变化而连续调节,使其在电子元件的应用领域里具有优势[1-2]。本论文的主要研究内容如下:首先,采用水热法制备纳米钛酸锶钡粉体材料,研究水热制备条件:如前驱物中钡锶钛的摩尔比、前驱物的整体浓度、KOH浓度、乙醇溶剂等对纳米钛酸锶钡生长的影响。结果表明:水热反应前驱物的摩尔比对产物的纯度有关键影响,钡锶钛的比例为2:1:2和2:3:2都能得到较为纯净的钛酸锶钡纳米颗粒。增加水热前驱体的浓度有利于纯相Ba1-xSrxTiO3的生成。KOH浓度过高容易造成相偏析,2 M/L是合适的浓度。前驱物中钡锶钛的比例为2:3:2,以纯水为溶剂可制备出高锶含量的钛酸锶钡纳米空心球颗粒,乙醇作为溶剂不利于制备空心球纳米颗粒,能制备钛酸锶钡纳米片。用制备钛酸锶钡的水热条件制备出的纯相钛酸钡（BT）和钛酸锶（ST）颗粒大,团聚现象严重,说明掺杂可以减小颗粒尺寸,改善粉体分散性。其次,将所制备的纳米钛酸锶钡应用于光催化降解亚甲基蓝。实验结果表明:钛酸锶钡催化剂降解亚甲基蓝的催化效果优于纯相的钛酸钡、钛酸锶,性能最佳,样品Ba0.11Sr0.89TiO3由于具有空心球结构,其催化降解性能与纯相钛酸锶相近;样品Ba0.11Sr0.89TiO3和P25混合,具有协同效应,形成三级水闸型的能带结构,光催化性能进一步提升,优于单一组分的P25或Ba0.11Sr0.89TiO3。水热过程中加入表面活性剂PEG,对钛酸锶钡的颗粒尺寸减小有促进作用,有效提升其催化性能。添加PEG对BST（2:1:2）样品的性能改进相比于对BST（2:3:2）样品的改进要明显;水热过程中加入表面活性剂PVP,同样可以减小BST（2:1:2）样品中Ba1-xSrxTiO3的晶粒尺寸,大幅提升催化剂的降解效率。对于BST（2:3:2）样品增大了晶粒尺寸,抑制了空心球的生长,催化性能有所降低。相对于BST（2:3:2）样品,添加表面活性剂PEG、PVP对BST（2:1:2）样品的性能改善影响更大。Sr2+在钛酸锶钡中的浓度、晶粒尺寸、空心球结构,以及催化剂在溶液中的分散性共同决定了催化剂良好的催化性能。最后,将水热法制备的钛酸钡、钛酸锶钡、钛酸锶纳米颗粒,经过压片,先排胶,后退火制备成片状材料,制备电极和进行湿敏测试。研究粉体成分、退火和电极厚度对样品的湿敏性能的影响。实验结果发现:600°C和700°C退火的纯相钛酸钡和钛酸锶在高湿度环境均具备良好的湿敏性能,700°C退火的钛酸钡样品具有更高的灵敏度和更长的回复时间。对于BST（2:1:2）样品,600℃退火后具有更短的平均响应和回复时间,分别是1163s和904s。它的灵敏度在不同湿度下也具有更好的区分度,是综合性能较好的样品,600℃是更为合适的退火温度。BST（2:1:2）为较为合适的钡锶钛比例,所制备的器件检测范围、灵敏度、响应时间和回复时间综合性能更优。适量锶掺杂可以有效改善钛酸锶钡的性能,但是过量掺杂反而会降低灵敏度和延长响应回复时间比如BST（2:3:2）样品,掺杂后的钛酸锶钡初始电阻降低一个数量级,在湿敏测试过程中响应更加稳定。增加电极厚度可以改善电极Pt与样品的接触,能减少噪声干扰,湿敏测试曲线变得更加平滑,样品的初始电阻有所降低。湿敏测试过程中器件的回复电阻和初始电阻相差不大,有利于消除湿滞现象。但是对样品的灵敏度、响应时间和回复时间这些本征性能影响不大。钛酸锶钡应用于湿敏器件呈现高的灵敏度,但是响应和回复时间还有待进一步完善,后期可通过优化器件结构和继续完善材料性能来改进。
黄鹤洋[4]（2020）在《Pt-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3纳米复合薄膜的制备及其电学性能》文中研究表明锆钛酸铅（Pb（Zr,Ti）O3）铁电薄膜材料由于具有优异的铁电和介电性能,使得该材料在非易失性存储器、太阳能电池和高能量密度电容器等应用领域十分广泛。由于该材料主要是通过铁电极化反转来实现其功能特性,所以,如何提高其铁电性能成为研究热点。本论文以Pt金属粒子与Pb(Zr0.52Ti0.48)O3复合制备Pt-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3（Pt-PZT）复合薄膜,以期提高薄膜的铁电性能。本论文首先采用溶胶-凝胶法成功制备了Pt-PZT纳米复合薄膜,系统研究了Pt复合量对Pt-PZT纳米复合薄膜晶体结构、微观结构、铁电性能和介电性能的影响。结果发现,粒径约5nm的Pt粒子以单质形式存在于Pt-PZT纳米复合薄膜中,当Pt摩尔分数为1.2mol%时,剩余极化值可达47μC/cm2,比纯的PZT薄膜增加了42.4%,同时,介电常数也提高了120%,表明添加适量Pt纳米粒子可以使薄膜的铁电性能显着提高。通过在四种不同的退火温度下对非晶态Pt-PZT纳米复合薄膜的晶化处理,研究了Pt纳米颗粒对Pt-PZT纳米复合薄膜结晶过程的影响。结合结晶动力学研究和实验表征发现,计算得到的Avrami系数n值约为0.85,说明复合薄膜的结晶过程受晶粒生长控制,晶核沿薄膜厚度方向一维生长,形成柱状晶粒。Pt粒子作为异质形核点促进PZT的形核结晶,使结晶激活能降低为176KJ/mol,远低于PZT薄膜,由此确定了Pt在Pt-PZT纳米复合薄膜结晶过程中的促进作用。以Pt层作为中间层夹在PZT层中,成功制备了三明治结构的层状Pt-PZT纳米复合薄膜,考察了中间层Pt的浓度对Pt-PZT纳米复合薄膜的制备和性能的影响。结果表明,Pt浓度为0.01mol/L制得的Pt-PZT层状复合薄膜,层状三明治结构清晰可见,且复合薄膜的PZT晶粒均为柱状晶,说明中间Pt粒子层进一步促进了PZT柱状晶粒的生长。由于Pt与PZT的复合可引起局部电场增强,层状复合薄膜的剩余极化值比纯PZT薄膜明显增加,说明贵金属Pt纳米复合是实现PZT铁电极化性能提高的有效手段。
董文斌[5]（2020）在《钾和镁离子掺杂钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3)薄膜的介电和挠曲电性能研究》文中提出钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3,简称BST)是一种常见的电介质材料,具有优异的介电、挠曲电、压电以及铁电性能,在微波、传感器、存储器件等方面具有广泛的研究和应用。近年来,随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端的不断发展,对电子器件集成化、微型化、轻量化的要求越来越高,因此,对BST薄膜材料的研究越来越受重视,成为当下研究的热点。论文通过溶胶—凝胶法制备Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜,并改进溶胶—凝胶法的工艺过程,通过对样品的差热分析,确定合理的热处理制度;通过对BST薄膜进行K+和Mg2+的掺杂,解决薄膜介电常数偏低、介电损耗大、以及挠曲电信号弱等问题。并通过研究不同的掺杂方式及不同的掺杂浓度对BST薄膜的介电和挠曲电性能的影响,比较不同的掺杂方式的异同,以得到最佳的掺杂方案。论文首先通过溶胶—凝胶法制备了性质稳定均一的BST溶胶,然后使用旋涂法制备薄膜。通过多次旋涂、湿膜烘干、热处理等过程,在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了BST薄膜,并通过加入PVP改善薄膜的微观性能。当薄膜的烧结温度为800℃,保温时间为30 min时,制备的BST薄膜的介电常数为262,介电损耗为0.044,横向挠曲电系数μ12为1.81μC/m,等效压电常数d33eff为3.077×105μC/N。然后通过不同浓度的K+掺杂,制备了K-BST薄膜,当掺杂浓度为7mol%时,K-BST薄膜的微观结构较致密,表面裂纹较少。介电常数为446,介质损耗为0.031,横向挠曲电系数μ12为2.67μC/m,对应的等效压电常数d33eff为4.539×105μC/N。通过不同浓度的Mg2+离子掺杂,制备了结构致密,表面微观性质良好的M-BST薄膜。当掺杂浓度为5mol%时,M-BST薄膜的介电常数最大为401,介电损耗最小为0.025,横向挠曲电系数μ12为2.45μC/m,等效压电常数d33eff为4.165×105μC/N。在此基础上进行K+离子和Mg2+离子交替掺杂BST薄膜的研究,设计了K+、Mg2+交替掺杂的薄膜结构,制备了K/M-BST薄膜,K/M-BST薄膜的微观结构得到明显的改善,介电和挠曲电性得到明显提高,当掺杂浓度为7mol%K+、5mol%Mg2+时,介电性能最佳,介电常数为479,介电损耗为0.016;挠曲电性能也最好,横向挠曲电系数μ12为3.61μC/m,等效压电常数d33eff为6.137×105μC/N。论文同时研究了K+离子和Mg2+离子共掺杂BST薄膜,得到微观结构致密度高、表面平整光滑的KM-BST薄膜,当掺杂浓度为7mol%K+、5mol%Mg2+时,KM-BST薄膜的性能最佳,介电常数为486,介电损耗为0.019,横向挠曲电系数μ12为3.62μC/m,等效压电常数d33eff为6.154×105μC/N。对比发现,交替掺杂的介电损耗更低,共掺杂的介电常数略高。二者的挠曲电性能无明显差别。
王琦[6]（2020）在《Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器的构建及性能研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着微电子集成技术、传感器、光电子等技术的迅速发展,器件的小型化、集成化等受到人们的广泛关注。薄膜电容器相比于传统电容器质量更轻、体积更小,易于与半导体集成工艺兼容,由于这些特点,薄膜电容器受到人们的青睐。薄膜的制备方法有许多,目前磁控溅射技术是使用较广的新兴制备薄膜材料的技术。Ba1-xSrxTiO3（BST）是一种性能优良的铁电材料,是由钛酸钡和钛酸锶组成的无限固溶体,具有典型的钙钛矿结构。其具有高可调性、低介电损耗等优点,且可以通过调节钡和锶的比例来改变居里点温度,在铁电移相器、相控阵雷达、半导体PIN二极管移相器（和5G陶瓷滤波器）领域应用较为广泛。本文采用磁控溅射技术制备Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器,对制备工艺参数进行了探究,而且还探究了Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器的介电性能。本论文设计构建了Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器,选用了Ag/Ti双层电极,Ba1-xSrxTiO3为介质层。并采用磁控溅射技术分别制备了Ag/Ti双层电极和Ba1-xSrxTiO3陶瓷薄膜,着重探究了磁控溅射工艺对Ba1-xSrxTiO3薄膜介质层结构及铁电性能的影响,同时也评价了电容器的容量和损耗因数的温度、频率特性。最终还对使用该技术制备薄膜电容器的成本进行初步核算。内容如下:1、采用直流磁控溅射技术制备底电极。通过对比单层Ti电极和双层Ag/Ti电极的电阻率和表面形貌,发现双层电极的电阻率更低,且表面形貌较好,故选择双层Ag/Ti电极作为电极层。2、利用磁控溅射技术,通过控制衬底温度、溅射功率等条件,制备了Ba1-xSrxTiO3薄膜,利用X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等技术手段对不同制备条件下制备的样品进行测试研究。实验结果表明:衬底温度为350℃、溅射功率为100w时,薄膜的形貌、结构较好,介电常数较高,损耗角正切较小。3、在制备好的Ba1-xSrxTiO3薄膜的基础上,利用直流磁控溅射技术,溅射钛银顶电极,构建Ba1-xSrxTiO3薄膜电容器,对其介电性能进行测试。结果表明:在上诉最佳条件下制备的BST基薄膜电容器,电容量可以达到104数量级,而损耗因数只有10-2。4、对整体实验及制备一个薄膜电容器的成本进行核算。制备一个薄膜电容器的成本包括材料、设备损耗、人工和水电。而整体成本则还需要加入设备的费用。
曹丽嘉[7]（2020）在《Pechini法制备钛酸锶钡基压电陶瓷及其电学与储能特性的研究》文中指出钛酸锶钡基压电陶瓷具有介电损耗低,铁电、压电、耐压和绝缘性能优良的特点,其在微电子器件中得到广泛应用。本文采用Pechini溶胶-凝胶法结合固相烧结法制备粉体和陶瓷,研究的主要内容如下:（1）在不同温度下煅烧凝胶,确定了凝胶焦化形成黑色团聚体和煅烧纳米粉体的最适温度;同时,系统地探讨了改变溶胶合成的pH值对陶瓷样品微观形貌和电学性能的影响;研究了烧结温度以及Ba和Sr配比对陶瓷电学性能的影响;此外还探究了不同极化电压下BST压电陶瓷铁电和储能特性;（2）研究了二元体系BST-BNT压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制;（3）采用三元复合绝缘氧化物CuO-B2O3-ZnO掺杂BST陶瓷和BST-BNT陶瓷,系统研究了不同掺杂量对压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制;（4）利用稀土氧化物Sm2O3与绝缘氧化物MgO共掺杂BST-BNT陶瓷,系统研究了不同掺杂量压电陶瓷的微观形貌、物相结构、电学性能和储能特性的影响机制。黑色焦化物粉体和纳米粉末的最佳煅烧温度分别是为440℃和800℃;pH=5时得到BST陶瓷的电学性能最佳,即εr=8114、TC=59℃、d33=78 pC/N、kp=14.96%和Qm=85;烧结温度为1220℃时,不仅获得稳定的介电性能和压电性能,而且进一步得到优异的机械品质因数(εr=4264、TC=63℃、d33=87 pC/N、kp=13.89%和Qm=89);BST陶瓷中Sr的配比x=0.04时获得最佳电学性能,但机械品质因数亟待改善(εr=4626、TC=92℃、d33=172 pC/N、kp=22.40%和Qm=10);极化电压为4 kV时Ps达到最大值且储能密度和储能效率相对较高,可达到Jr=0.059 J/cm3,η=49.2%。（1-x）BST-xBNT（x=0.35）压电陶瓷获得的了相对最优异的电学性能和储能特性:εr=2812、TC=183℃、Ps=12.62μC/cm2、Ec=5.67 kV/cm、Pr=1.39μC/cm2、Jr=0.040 J/cm3和η=51.9%。少量CBZ掺杂有助于降低BST陶瓷烧结温度,并提高其介电性能和机械品质因数:εr=6114、TC=103℃、d33=75 pC/N、kp=8.79%和Qm=248。少量CBZ掺杂BST-BNT-yCBZ陶瓷可以增大陶瓷晶粒尺寸,增强致密度;掺杂量y=0.25wt%时获得本文研究中最大的储能密度Jr=0.09 J/cm3和储能效率η=61.2%。该体系压电陶瓷最符合储能材料的要求,但电介质特性较弱且压电性能不佳;BST-BNT-yCBZ陶瓷（y=0.10wt%）具备更加优异的电学性能:εr=2199、TC=147℃、d33=23 pC/N,Pr=3.16μC/cm2和Ec=9.62 kV/cm;以及相对较好储能特性:Jr=0.05 J/cm3和η=29.8%;在1130℃烧结温度下,掺杂Sm2O3-MgO的BST-BNT-zSM（z=0.05 wt%）压电陶瓷具有稳定的钙钛矿四方晶相和最好的电学性能和储能特性:居里温度εr=2345、TC=150℃、d33=13 pC/N、Jr=0.04 J/cm3和η=52%。但是在高温下由于Sm2O3-MgO在陶瓷结构中生成玻璃相,导致d33不超过16 pC/N。本文研究结果中,通过掺杂改性提高了BST基压电陶瓷的居里温度,使其具备在近100℃环境温度下稳定工作的能力。铁电性能和储能特性较强的BST-BNT-yCBZ压电陶瓷可用作构建固态存储器;而机电耦合系数较小的BST基压电陶瓷,可以应用于窄带滤波器。对实现无铅基压电材料替代铅基压电材料的目标具有重要意义。
许阳阳[8]（2020）在《组份对铁电多层膜微结构及物性影响的研究》文中研究说明锆钛酸铅(PbZrxTi1-xO3,PZT)因具有优异的压电、铁电、热释电和介电性能,在动态随机存储器、红外探测器以及可调谐微波器件等方面得到了广泛应用。而它在可见和红外波段的高度透明性,高的折射率和大的电光系数,被认为是制作新一代特性参数动态可调光子器件的理想材料。近年来,随着利用含有聚合物的单一化学溶液,基于相分离原理和静电引力作用,制备周期性铁电多层膜技术的发明,人们不仅制作了多种铁电基光子操控器件,还系统研究了聚合物含量与种类、热处理温度同单一组份的铁电多层膜的微结构和光学性能之间的联系。为进一步优化铁电多层膜的电学和光学性能,促进它们在光子带隙工程领域和集成光电子学方面的应用,本文细致考察了Zr组份对PZT多层膜的形成、微结构及多层膜的铁电、介电和光学性能的影响,主要得到以下一些结果:（1）采用溶胶-凝胶工艺和含有聚合物聚乙烯吡咯烷烔的系列前驱体溶液,在FTO透明导电玻璃衬底上沉积了一系列PZT薄膜。X射线衍射分析表明:所有PZT薄膜均已晶化,表现出<110>择优取向的多晶结构。高分辨的截面扫描电子显微镜照片表明:当Zr组份x<0.9时,样品截面出现了分层现象,特别地,当x位于0.350.65之间时,薄膜表现出清晰而规则的由致密和多孔层组成的多层膜结构;当x>0.9时,PZT薄膜的截面为均一相,没有分层现象发生。我们阐明了产生这些物理现象的原因。（2）光谱测试结果表明:在x<0.9时,PZT多层膜反射率曲线上存在一个相对高的反射带;当x在0.350.65附近时,PZT多层膜具有超过70%的峰值反射率和超过45 nm的反射带宽。借助薄膜光学理论能够很好解释这些实验结果。（3）室温低频限下,PZT薄膜样品的介电常数大于400 Fm-1,大的介电常数值主要来自于纳米孔周围积累的空间电荷极化。在给定的极化条件下,PZT薄膜的Pr先随x增加而增大,增大到最大值后再逐渐减小,而Ec仅随x单调减小。除PZ样品显示反铁电特征外,其他组份薄膜均表现良好的铁电性质,其中PbZr0.4Ti0.6O3、PbZr0.5Ti0.5O3、PbZr0.6Ti0.4O3薄膜表现出优最优的介电和铁电特性能,10KHz下具有高于550Fm-1的介电常数和低于0.06的介电损耗,剩余极化强度高达24μC/cm2。
侯宇[9]（2020）在《铁电陶瓷挠曲电效应的研究》文中研究说明挠曲电效应表示的是电极化响应与应变梯度之间的耦合效应,相较于压电效应,挠曲电效应具有以下优点:1.对材料的晶格对称性没有要求,广泛存在于各种介电材料中,且无需外加电场极化;2.挠曲电响应具有较好的温度稳定性,不会在退极化温度以上突然变为零;3.挠曲电响应具有尺寸效应,在纳米尺度下具有广阔的研究空间。二十一世纪以来,微电子产业的迅速发展使得人们对器件微型化的需求日益迫切,汽车和航空产业的发展也使得耐高温的机电耦合材料受到更多的青睐。因此,挠曲电效应受到了越来越多的关注,关于挠曲电效应的理论和应用的研究也取得了很大的进展,但仍然有一些疑问在困扰着研究人员。挠曲电系数是表征挠曲电响应的重要参数,单位为C/m（库伦/米）,根据Tagantsev的理论研究,挠曲电系数的大小应在10-10C/m左右。但是,在实验中发现,挠曲电系数的测量值通常在10-6C/m,远大于其理论预测值。此外,作为挠曲电效应的另一个重要参数,挠耦合系数的测量值也比其理论值大2个数量级以上。这样的差异激发了人们的研究热情,研究清楚差异产生的机理,对于探究挠曲电效应的来源以及如何增强挠曲电响应有着重要意义。虽然已经有研究人员提出相应的理论对这一现象进行解释,但是,对于挠曲电响应的测量值与理论值之间巨大差异的机理,人们仍然没有得出统一的结论,还需要更多的研究来探索。基于以上问题,我们在本文中选取了（1-x）Na1/2Bi1/2TiO3-xBaTiO3（NBBT）及（1-x）BaTiO3-xSrTiO3（BST）陶瓷样品进行实验,探究挠曲电效应增强的原因,并尝试测量材料的本征挠曲电响应。第一章主要介绍了铁电材料和挠曲电效应的研究历史及现状,对挠曲电效应的来源、测量方法、实际应用以及依然存在的问题做了具体描述,点明了本文的研究动机。第二章主要介绍本文中样品的制备方法、选用的原料、制备流程以及实验过程中使用的仪器设备,此外对样品的挠曲电、介电、铁电等基本性能的表征方法做了简要的介绍。第三章选取钛酸铋钠-钛酸钡（NBBT）样品,对其进行表面打磨和热处理,通过比较打磨和热处理后样品的挠曲电系数,发现样品存在一个厚度为10-15μm的自发极化表面,对挠曲电效应的增强作用十分明显。这个表面可以通过打磨去除,再经过热处理随炉冷却后形成。NBBT8的挠曲电系数温度谱表明,这个表面对挠曲电响应的增强作用在居里温度以上开始呈现下降趋势,但样品的挠曲电响应的测量值依然大于理论值。为了研究自发极化的表面在高于居里温度时对挠曲电响应的贡献并测量本征挠曲电响应,第四章我们选取了居里温度较低且晶格结构更加简单的（1-x）BaTiO3-xSrTiO3（BST）陶瓷,测量其挠曲电响应随温度的变化曲线,在远高于其居里温度时,发现自发极化表面对挠曲电响应的贡献完全消失,此时的挠耦合系数测量值与理论值相当,本征挠曲电效应的贡献占主要地位。第五章是对全文研究内容的总结概括,并结合本文结果,对挠曲电效应日后的研究和应用进行展望。
栾志豪[10]（2019）在《BST微波材料（制备）和磁性电介质材料在可植入天线上的应用》文中研究表明在大数据与物联网时代,信息和通信技术高速发展,这对通讯设备相关的材料提出了更高的要求。钛酸锶钡(Ba0.5SrTiO3,BST)具有介电常数大、介电损耗低、介电调谐性好、性质稳定等优点,在微波器件领域有很好的应用前景。可植入生物医疗设备发展十分迅速,天线是可植入医疗设备的重要器件,天线的小型化有效缩减植入设备的尺寸。在植入天线设计中采用微波材料,利用材料的高的介电常数、介高的磁导率特性可以有效缩减天线的尺寸,获得高的性能,同时降低天线设计和制作的难度,为植入天线小型化提供了一种很好的解决方法。本文旨在制备一种参数适宜的BST材料,选取合适的磁性介电材料,将其应用在可植入天线上,提高天线的性能,减小天线的尺寸。本文的主要工作如下:（1）采用固相烧结法制备纯相Ba0.5Sr0.5TiO3,对其进行氧化镁（MgO）掺杂,探究了MgO在不同掺杂比例下对BST陶瓷性能的影响,并对加载BST/MgO的可植入天线进行了性能的测试。根据测试结果我们选择制备掺杂55 wt%MgO的BST陶瓷。制得的BST/MgO样品相对介电常数εr=120.62,介电损耗角正切值tanδε=204.92×10-5,从XRD分析测试发现只有BST和MgO两相,未发现其他掺杂相,从样品的横截面及表面SEM图谱中可以看出样品结构致密,分布均匀。设计了两款新型共面波导（Coplanar Waveguide,CPW）天线,其中一款具有对称结构尺寸为将8×9×0.5 mm3,将此天线切半,尺寸为4×9×0.5 mm3。对上述两款天线采用BST/MgO加载在天线上。利用矢量网络分析仪对可植入天线测试,加载BST/MgO样品后天线谐振频率左移,对称结构天线的带宽为326.49774.06 MHz,切半天线的带宽为305.76592.41 MHz,可以覆盖402 MHz频段;天线的方向性较好。该方法为可植入天线的设计提供了新的思路。（2）本文选取了柔性磁性介电材料,材料的参数为:相对介电常数εr=13,介电损耗角正切值tanδε=0.17,相对磁导率μr=20.7,磁性损耗角正切值tanδμ=0.17。将该材料加载于我们设计的共面波导型可植入天线,加载材料后尺寸为4×12×0.275mm3,为对天线进行了性能测试,测试的带宽为8101062 MHz,可以覆盖902 MHz频段。此天线为全向性天线。这种技术对于缩减天线尺寸,降低天线设计难度有一定的帮助。
二、钛酸锶钡材料应用于超高密度动态随机存储器的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、钛酸锶钡材料应用于超高密度动态随机存储器的研究（论文提纲范文）
（1）交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电介质及特性概述 |
| 1.2.1 介电性 |
| 1.2.2 压电性 |
| 1.2.3 热电性 |
| 1.2.4 铁电性 |
| 1.3 研究背景及意义 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.5 研究内容及方法 |
| 第二章 掺杂改性Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜的制备及其介电调谐性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品与试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 物相结构分析 |
| 2.3.2 微观形貌分析 |
| 2.3.3 介电-频率特征分析 |
| 2.3.4 偏压特性分析 |
| 2.3.5 相关机制分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 掺杂Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜处于顺电相、铁电相时的介电调谐性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 顺电相、铁电相下的薄膜制备方法 |
| 3.2.2 热分析、晶体结构、微观形貌、介电及铁电性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 热特性分析 |
| 3.3.2 物相、微观形貌分析 |
| 3.3.3 介电-频率特征分析 |
| 3.3.4 偏压特性分析 |
| 3.3.5 铁电特性分析 |
| 3.3.6 畴壁运动的贡献分析 |
| 3.3.7 漏电流行为分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锌、镁离子掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜漏电流行为的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 薄膜试样的制备方法 |
| 4.2.2 漏电流行为测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 J-E特性分析 |
| 4.3.2 界面势垒高度分析 |
| 4.3.3 陷阱势垒高度分析 |
| 4.3.4 相关机制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 内部界面层对掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜介电性能的影响及其在滤波器中仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 拥有内部界面层的薄膜样品的设计及制备方法 |
| 5.2.2 晶体结构、微观形貌测试 |
| 5.2.3 介电性能、漏电流行为测试 |
| 5.2.4 基于HFSS的四阶可调谐滤波器的设计与仿真 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 物相、微观形貌分析 |
| 5.3.2 偏压特性分析 |
| 5.3.3 相关机制分析 |
| 5.3.4 漏电流行为分析 |
| 5.3.5 薄膜在梳妆线可调滤波器中的仿真研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 本课题主要的创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）钛酸锶钡基陶瓷制备工艺与介电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 钛酸锶钡钙钛矿型陶瓷 |
| 1.2.1 钛酸锶钡结构 |
| 1.2.2 钛酸锶钡材料的铁电性 |
| 1.2.3 钛酸锶钡材料的应用 |
| 1.3 BST的研究现状 |
| 1.3.1 掺杂改性 |
| 1.3.2 多相复合改性 |
| 1.3.3 表面包覆改性 |
| 1.4 课题的提出与研究内容 |
| 1.4.1 课题的提出 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验方法与性能表征 |
| 2.1 实验材料和实验仪器 |
| 2.2 BST基粉体制备 |
| 2.3 BST基陶瓷的制备 |
| 2.4 测试技术和性能表征 |
| 2.4.1 物相分析 |
| 2.4.2 电子显微分析 |
| 2.4.3 红外光谱分析 |
| 2.4.4 热分析 |
| 2.4.5 介电性能测试分析 |
| 第三章 钛酸锶钡粉体制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 热分析 |
| 3.3.2 物相分析 |
| 3.3.3 显微结构分析 |
| 3.3.4 红外光谱测试结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氧化铜包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 4.1 沉淀法制备氧化铜包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 氧化铜包覆BST实验内容 |
| 4.1.3 结果与讨论 |
| 4.2 室温固相法制备氧化铜包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 实验 |
| 4.2.3 结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 氧化镁包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 5.1 沉淀法制备氧化镁包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 5.1.1 实验 |
| 5.1.2 结果与讨论 |
| 5.2 室温固相法制备氧化镁包覆BST粉体工艺与烧结陶瓷研究 |
| 5.2.1 实验 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 钛酸铜钙复合钛酸钡陶瓷制备与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 物相分析 |
| 6.3.2 显微结构分析 |
| 6.3.3 介电性能分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）纳米钛酸（锶）钡的制备及光催化和湿敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钛酸(锶)钡的晶体结构和性质 |
| 1.3 钛酸钡、钛酸锶钡、钛酸锶的研究进展 |
| 1.4 钛酸锶钡在光催化和湿敏器件中的应用 |
| 1.4.1 光催化的概述与应用 |
| 1.4.2 湿敏传感器的应用 |
| 1.5 本课题的研究意义及主要内容 |
| 第2章 水热法制备纳米颗粒钛酸(锶)钡 |
| 2.1 实验试剂及设备 |
| 2.2 实验步骤 |
| 2.3 钛酸锶钡,钛酸钡,钛酸锶的测试表征方法 |
| 2.4 实验数据分析和讨论 |
| 2.4.1 钡、锶、钛源不同比例配置对水热生长产物的影响 |
| 2.4.2 前驱物整体浓度对粉体结构的影响 |
| 2.4.3 氢氧化钾KOH碱液浓度对粉体结构的影响 |
| 2.4.4 前驱物溶剂和溶质对钛酸锶钡粉体生长的影响 |
| 2.4.5 纯相钛酸钡和钛酸锶纳米颗粒的制备 |
| 2.5 实验结果讨论 |
| 2.5.1 合成钛酸锶钡的机理 |
| 2.5.2 本章实验结论 |
| 第3章 纳米钛酸(锶)钡的光催化性能研究 |
| 3.1 钛酸(锶)钡光催化降解亚甲基蓝 |
| 3.2 Ba_(0.11)Sr_(0.89)TiO_3/P25复合材料光催化降解亚甲基蓝 |
| 3.3 添加表面活性剂对钛酸锶钡的制备及其光催化性能的影响 |
| 3.3.1 添加表面活性剂PEG对钛酸锶钡的制备及光催化性能的影响 |
| 3.3.2 添加表面活性剂PVP对钛酸锶钡的制备及光催化性能的影响 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 纳米钛酸(锶)钡的湿敏性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 湿敏测试样品的制备 |
| 4.3 电阻法测试材料的湿敏性能 |
| 4.4 钛酸(锶)钡纳米材料的湿敏性能 |
| 4.4.1 不同退火温度对钛酸钡样品湿敏性能的影响 |
| 4.4.2 不同退火温度对钛酸锶样品湿敏性能的影响 |
| 4.4.3 掺杂对钛酸钡和钛酸锶湿敏性能的影响 |
| 4.4.4 退火温度对钛酸锶钡湿敏性能的影响 |
| 4.4.5 同一湿度下钛酸锶钡、钛酸钡、钛酸锶的湿敏性能的对比 |
| 4.4.6 电极对钛酸钡、钛酸锶钡湿敏性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
（4）Pt-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3纳米复合薄膜的制备及其电学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁电薄膜材料 |
| 1.2.1 铁电薄膜简介 |
| 1.2.2 铁电薄膜的电滞回线 |
| 1.3 PbZr_(1-x)Ti_xO_3(PZT)铁电薄膜 |
| 1.3.1 PZT的晶体机构 |
| 1.3.2 PZT薄膜的铁电性能 |
| 1.3.3 PZT薄膜的介电性能 |
| 1.3.4 PZT薄膜的制备方法 |
| 1.4 铁电复合薄膜的研究 |
| 1.5 本论文研究目的和内容 |
| 第2章 实验材料和研究方法 |
| 2.1 材料制备 |
| 2.1.1 溶胶的制备 |
| 2.1.2 Pt-PZT复合薄膜的制备 |
| 2.1.3 层状Pt-PZT复合薄膜的制备 |
| 2.2 Pt-PZT薄膜的结构表征 |
| 2.2.1 物相分析 |
| 2.2.2 形貌分析 |
| 2.2.3 微结构分析 |
| 2.2.4 电子结构分析 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 铁电性能 |
| 2.3.2 介电性能 |
| 第3章 Pt-Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3纳米复合薄膜的制备与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备方法与表征 |
| 3.2.1 Pt-PZT前驱体溶液的配制 |
| 3.2.2 铁电薄膜的表征 |
| 3.2.3 铁电薄膜的电学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Pt-PZT复合薄膜的电子结构 |
| 3.3.2 Pt-PZT纳米复合薄膜的晶体结构 |
| 3.3.3 Pt-PZT纳米复合薄膜的微结构表征 |
| 3.3.4 Pt-PZT纳米复合薄膜的铁电性能 |
| 3.3.5 Pt-PZT纳米复合薄膜的介电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Pt-Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3纳米复合薄膜的结晶动力学研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Pt-PZT纳米复合薄膜的结晶过程 |
| 4.3.2 Pt-PZT纳米复合薄膜的结晶动力学 |
| 4.3.3 Pt-PZT纳米复合薄膜结晶过程的微结构表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 层状Pt-Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3纳米复合薄膜的制备与性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 沉积温度对Pt粒子析出的影响 |
| 5.3.2 Pt溶液浓度对析出Pt粒子数量的影响 |
| 5.3.3 层状Pt-PZT纳米复合薄膜的晶体结构 |
| 5.3.4 层状Pt-PZT复合薄膜的微观结构 |
| 5.3.5 层状Pt-PZT纳米复合薄膜的铁电性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）钾和镁离子掺杂钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3)薄膜的介电和挠曲电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 BST材料简介 |
| 1.3 BST薄膜的电学性能 |
| 1.3.1 介电常数 |
| 1.3.2 电容 |
| 1.3.3 介质损耗 |
| 1.3.4 挠曲电效应 |
| 1.4 BST薄膜的掺杂研究进展 |
| 1.4.1 BST薄膜的掺杂理论 |
| 1.4.2 国内外最新进展 |
| 1.5 BST薄膜的制备工艺 |
| 1.6 BST薄膜的应用 |
| 1.6.1 动态随机存储器 |
| 1.6.2 热释电红外探测器 |
| 1.6.3 移相器 |
| 1.6.4 压力传感器 |
| 1.7 本论文的提出和工作内容 |
| 1.7.1 论文的研究目的和意义 |
| 1.7.2 论文的主要工作 |
| 第2章 BST薄膜的制备工艺控制及性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 实验中主要设备和仪器 |
| 2.4 样品的制备 |
| 2.4.1 BST溶胶的制备 |
| 2.4.2 薄膜的制备 |
| 2.5 PVP添加剂对BST薄膜表面形貌的改善 |
| 2.6 性能表征 |
| 2.6.1 干凝胶的TG-DSC分析 |
| 2.6.2 XRD测试与分析 |
| 2.6.3 SEM微观形貌分析 |
| 2.6.4 介电性能测试 |
| 2.6.5 挠曲电性能测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 K~+掺杂BST薄膜的介电和挠曲电性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热处理温度的确定 |
| 3.2.1 干凝胶的制备 |
| 3.2.2 样品的差热分析 |
| 3.3 薄膜的XRD分析 |
| 3.4 薄膜的SEM分析 |
| 3.5 薄膜的介电性能分析 |
| 3.6 薄膜的挠曲电性能分析 |
| 3.6.1 样品的制备 |
| 3.6.2 样品尺寸对横向挠曲电系数的影响 |
| 3.6.3 频率对薄膜挠曲电性能的影响 |
| 3.6.4 K~+离子的掺杂量对BST薄膜挠曲电性能的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 Mg~(2+)掺杂BST薄膜的介电和挠曲电性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备 |
| 4.3 薄膜的XRD分析 |
| 4.4 薄膜的SEM分析 |
| 4.5 薄膜的介电性能分析 |
| 4.6 薄膜的挠曲电性能分析 |
| 4.6.1 样品的制备 |
| 4.6.2 Mg~(2+)掺杂浓度对薄膜横向挠曲电系数的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 K~+/Mg~(2+)复合掺杂对BST薄膜的介电和挠曲电影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 K~+/Mg~(2+)交替掺杂对BST薄膜介电和挠曲电性能的影响 |
| 5.2.1 样品结构的设计及制备 |
| 5.2.2 K/M-BST薄膜的SEM分析 |
| 5.2.3 K/M-BST薄膜的介电性能分析 |
| 5.2.4 K/M-BST薄膜的挠曲电性能分析 |
| 5.3 K~+/Mg~(2+)共掺杂对BST薄膜介电和挠曲电性能的影响 |
| 5.3.1 样品的制备 |
| 5.3.2 样品的SEM分析 |
| 5.3.3 KM-BST薄膜的介电性能分析 |
| 5.3.4 KM-BST薄膜的挠曲电性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的主要论文 |
（6）Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器的构建及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 BST薄膜电容器 |
| 2.1.1 薄膜电容器概述 |
| 2.1.2 BST薄膜的制备方法 |
| 2.1.3 BST薄膜电容器研究进展 |
| 2.2 电极材料 |
| 2.2.1 简介 |
| 2.2.2 常用的电极材料 |
| 2.2.3 电极材料对薄膜的影响 |
| 2.3 电介质材料 |
| 2.3.1 电介质材料的简介 |
| 2.3.2 铁电材料 |
| 2.3.3 BST铁电材料 |
| 2.3.3.1 结构 |
| 2.3.3.2 性能 |
| 2.3.3.3 应用 |
| 2.4 课题研究内容 |
| 第三章 实验部分 |
| 3.1 薄膜电容器结构的设计 |
| 3.1.1 实验材料及设备 |
| 3.1.2 钛酸锶钡基薄膜电容器的结构 |
| 3.1.3 实验方案 |
| 3.2 电极的制备 |
| 3.3 钛酸锶钡薄膜的制备 |
| 3.4 结构和性能表征 |
| 3.4.1 电极电阻率的表征 |
| 3.4.2 薄膜的形貌、结构及成分分析 |
| 3.4.3 薄膜的性能分析 |
| 3.4.4 电容器的性能分析 |
| 第四章 结果与讨论 |
| 4.1 电极层的分析与确定 |
| 4.1.1 电阻率 |
| 4.1.2 表面形貌 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 介质层的分析 |
| 4.2.1 物相分析 |
| 4.2.2 衬底温度的影响 |
| 4.2.2.1 表面形貌 |
| 4.2.2.2 介质层材料性能分析 |
| 4.2.2.3 小结 |
| 4.2.3 溅射功率的影响 |
| 4.2.3.1 表面形貌 |
| 4.2.3.2 介质层材料性能分析 |
| 4.2.3.3 小结 |
| 4.3 电容器的分析 |
| 4.3.1 衬底温度的影响 |
| 4.3.2 溅射功率的影响 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 成本分析 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）Pechini法制备钛酸锶钡基压电陶瓷及其电学与储能特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 压电陶瓷的研究背景 |
| 1.2 无铅基压电陶瓷的分类 |
| 1.3 BST基压电陶瓷的研究进展 |
| 1.4 压电陶瓷的电学性能 |
| 1.4.1 介电理论 |
| 1.4.2 压电理论 |
| 1.4.3 铁电理论 |
| 1.4.4 电介质储能密度 |
| 1.5 本文的选题意义及创新点 |
| 第2章 BST基压电陶瓷的制备与测试方法 |
| 2.1 BST基压电陶瓷的配方与测试仪器 |
| 2.1.1 主要研究体系 |
| 2.1.2 主要原料和仪器 |
| 2.2 BST基压电陶瓷的制备过程 |
| 2.3 BST基压电陶瓷的表征与测试 |
| 2.3.1 X-射线粉末多晶衍射测试 |
| 2.3.2 扫描电镜测试 |
| 2.3.3 热重分析测试 |
| 2.3.4 红外光谱测试 |
| 2.3.5 常温介电性能和机械性能测试 |
| 2.3.6 介电温谱测试 |
| 2.3.7 铁电性能测试 |
| 2.3.8 压电性能测试 |
| 第3章 BST压电陶瓷结构与电学性能研究 |
| 3.1 BST粉体的制备 |
| 3.1.1 烧结温度对BST粉体物相与结构的影响 |
| 3.1.1.1 BST凝胶煅烧的TG-DSC分析 |
| 3.1.1.2 BST凝胶煅烧的FT-IR分析 |
| 3.1.1.1 BST凝胶煅烧的XRD分析 |
| 3.1.2 溶胶pH值对BST压电陶瓷微观形貌影响 |
| 3.1.3 溶胶pH值对BST压电陶瓷介电性能影响 |
| 3.1.4 溶胶pH值对BST压电陶瓷压电性能影响 |
| 3.2 烧结温度对BST陶瓷性能影响 |
| 3.2.1 烧结温度对BST压电陶瓷介电性能影响 |
| 3.2.2 烧结温度对BST压电陶瓷压电性能影响 |
| 3.3 组成配方对BST压电陶瓷性能影响 |
| 3.3.1 组成配方对BST压电陶瓷介电性能影响 |
| 3.3.2 组成配方对BST压电陶瓷压电性能影响 |
| 3.4 BST压电陶瓷的铁电性能和储能特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 BST-BNT压电陶瓷结构与电学性能研究 |
| 4.1 (1-x)BST-xBNT压电陶瓷的微观形貌 |
| 4.2 (1-x)BST-xBNT压电陶瓷的物相结构 |
| 4.3 (1-x)BST-xBNT压电陶瓷的介电性能 |
| 4.4 (1-x)BST-xBNT压电陶瓷的铁电性能 |
| 4.5 (1-x)BST-xBNT压电陶瓷的储能特性 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章CBZ掺杂BST-BNT压电陶瓷的研究 |
| 5.1 CBZ掺杂对BST基压电陶瓷性能影响 |
| 5.1.1 BST-yCBZ压电陶瓷介电性能影响 |
| 5.1.2 BST-yCBZ压电陶瓷压电性能影响 |
| 5.2 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的物相结构 |
| 5.3 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的微观形貌 |
| 5.4 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的介电性能 |
| 5.5 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的压电性能 |
| 5.6 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的铁电性能 |
| 5.7 BST-BNT-yCBZ压电陶瓷的储能特性 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 SM掺杂BST-BNT压电陶瓷的研究 |
| 6.1 BST-BNT-zSM压电陶瓷的物相结构 |
| 6.2 BST-BNT-zSM压电陶瓷的微观形貌 |
| 6.3 BST-BNT-zSM压电陶瓷的铁电性能 |
| 6.4 BST-BNT-zSM压电陶瓷的压电性能 |
| 6.5 BST-BNT-zSM压电陶瓷的介电性能 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士期间发表论文情况与参与科研情况 |
| 致谢 |
（8）组份对铁电多层膜微结构及物性影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电体概述 |
| 1.2 PZT薄膜的应用及制备方法 |
| 1.2.1 PZT薄膜的性能及其应用 |
| 1.2.2 PZT薄膜的制备方法 |
| 1.3 PZT薄膜研究现状 |
| 1.4 课题研究意义与内容 |
| 第2章 样品的制备及表征 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.2 制备工艺流程 |
| 2.3 PZT薄膜微结构表征 |
| 2.4 PZT薄膜性能测试 |
| 第3章 组份对锆钛酸铅多层膜微结构及光学特性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备铁电多层膜的原理 |
| 3.3 Zr组份对PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜微结构的影响 |
| 3.3.1 Zr组份对PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜结晶特性的影响 |
| 3.3.2 Zr组份对PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜截面结构的影响 |
| 3.4 PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜光学特性随Zr组份的变化 |
| 3.4.1 周期性多层膜光学性能的特征参数 |
| 3.4.2 Zr组份对PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜反射性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 组份对锆钛酸铅多层膜电学特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜介电特性随Zr组份的变化 |
| 4.2.1 实验结果与分析 |
| 4.3 PbZr_xTi_(1-x)O_3 多层膜铁电特性随Zr组份的变化 |
| 4.3.1 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论及展望 |
| 5.1 论文主要工作与结论 |
| 5.2 对今后工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）铁电陶瓷挠曲电效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电性 |
| 1.1.1 电滞回线 |
| 1.1.2 居里温度 |
| 1.1.3 常见的铁电材料 |
| 1.1.4 弛豫铁电体 |
| 1.2 铁电材料的应用 |
| 1.2.1 铁电存储器 |
| 1.2.2 铁电制冷器 |
| 1.3 挠曲电效应 |
| 1.4 挠曲电效应的研究现状 |
| 1.5 挠曲电效应的测量方法 |
| 1.5.1 悬臂梁法测量挠曲电系数 |
| 1.5.2 三点弯法测量挠曲电系数 |
| 1.5.3 点环法测量挠曲电系数 |
| 1.6 挠曲电效应的来源机理 |
| 1.7 挠曲电材料的应用 |
| 1.7.1 挠曲电响应增强的压电纳米发电机 |
| 1.7.2 压电超材料 |
| 1.7.3 挠曲电器件 |
| 1.8 本文主要研究内容和思路 |
| 参考文献 |
| 第2章 样品制备及表征方法 |
| 2.1 制备工艺 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.1.2 实验仪器及设备 |
| 2.1.3 样品制备流程 |
| 2.2 基本表征测试 |
| 2.2.1 微观结构和物相表征 |
| 2.2.2 介电性能表征 |
| 2.2.3 挠曲电性能表征 |
| 2.2.4 铁电性能表征 |
| 第3章 钛酸铋钠基铁电陶瓷挠曲电效应的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自发极化表面的研究 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 微观结构和物相表征 |
| 3.2.3 介电性能和铁电性能的表征 |
| 3.2.4 挠曲电性能的表征和表面效应的研究 |
| 3.2.5 不同电极对挠曲电系数的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 本征挠曲电效应的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 XRD和SEM分析 |
| 4.3.2 BST组分介电和铁电性能表征 |
| 4.3.3 BST陶瓷的弹性模量 |
| 4.3.4 BST组分挠曲电性能的表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）BST微波材料（制备）和磁性电介质材料在可植入天线上的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 应用背景 |
| 1.2 BST铁电体材料概述 |
| 1.3 可植入天线研究状况 |
| 1.3.1 可植入天线概述 |
| 1.3.2 天线尺寸缩减技术 |
| 1.3.3 测试环境 |
| 1.4 课题的研究意义和主要内容 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 BST理论基础 |
| 2.1.1 晶格结构 |
| 2.1.2 微波应用领域主要参数指标 |
| 2.2 可植入天线理论基础 |
| 2.2.1 天线测试重要表征参数 |
| 2.2.2 测试环境理论基础 |
| 第三章 微波陶瓷材料的制备方法和测试手段 |
| 3.1 陶瓷制备通用手段与方法 |
| 3.1.2 实验原料与仪器设备 |
| 3.1.3 复合陶瓷制备工艺流程 |
| 3.2 陶瓷与天线性能测试与分析 |
| 3.2.1 陶瓷介电常数与介电损耗的测量 |
| 3.2.2 天线反射系数S11测量 |
| 第四章 基于BST的可植入天线设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BST/MgO陶瓷片的烧结制备 |
| 4.3 BST/MgO陶瓷的测试分析 |
| 4.3.1 BST/MgO物相分析表征 |
| 4.4 BST/MgO应用于可植入天线的性能测试 |
| 4.5 BST/MgO可植入天线性能测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于磁性电介质材料的可植入天线设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可植入天线性能测试 |
| 5.2.1 可植入天线性能仿真测试 |
| 5.2.2 MD可植入天线性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、钛酸锶钡材料应用于超高密度动态随机存储器的研究（论文参考文献）
- [1]交替掺杂对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电调谐性能的作用机理及其在滤波器中仿真研究[D]. 王宏哲. 东南大学, 2020(02)
- [2]钛酸锶钡基陶瓷制备工艺与介电性能研究[D]. 张靖. 长安大学, 2020(06)
- [3]纳米钛酸（锶）钡的制备及光催化和湿敏性能研究[D]. 汪慧. 湖北大学, 2020(02)
- [4]Pt-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3纳米复合薄膜的制备及其电学性能[D]. 黄鹤洋. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [5]钾和镁离子掺杂钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3)薄膜的介电和挠曲电性能研究[D]. 董文斌. 江苏大学, 2020(02)
- [6]Ba1-xSrxTiO3基薄膜电容器的构建及性能研究[D]. 王琦. 大连工业大学, 2020(08)
- [7]Pechini法制备钛酸锶钡基压电陶瓷及其电学与储能特性的研究[D]. 曹丽嘉. 信阳师范学院, 2020(07)
- [8]组份对铁电多层膜微结构及物性影响的研究[D]. 许阳阳. 上海师范大学, 2020(07)
- [9]铁电陶瓷挠曲电效应的研究[D]. 侯宇. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]BST微波材料（制备）和磁性电介质材料在可植入天线上的应用[D]. 栾志豪. 青岛大学, 2019(02)