论文题目: 钛酸铅镧钙系铁电薄膜的制备及其性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 袁小武
导师: 朱建国
关键词: 铁电薄膜
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本论文主要采用了3种重要的制备技术研究了2种不同结构的钙钛矿结构的铁电薄膜,即利用sol-gel技术制备了PLCT、PT/PLCT/PT铁电薄膜,采用改进的sol-gel技术制备了PLCT铁电厚膜,采用射频磁控溅射技术制备了PLCT铁电薄膜。主要开展了下列研究工作:研究了配制PLCT溶胶的工艺;研究了PLCT纳米微粉、PLCT/Pt/Ti/SiO2薄膜、PT/PLCT/PT/Pt/Ti/SiO2异质膜及PLCT/Pt/Ti/SiO2厚膜的sol-gel制备工艺;PLCT/Pt/Ti/SiO2薄膜的射频磁控溅射制备。利用XRD、粒度分析仪、RAMAN对粉体的结构进行了深入的分析研究;利用XRD、XPS、EDAX、SEM、AFM、PFM、SNDM等现代分析技术对薄膜的晶体结构、化学组份、化学价态、表面形貌、电畴分布等进行了深入的分析研究;测试了PLCT系列铁电薄膜的电学性能。获得的主要结论如下: 1.研究了钙钛矿结构的稳定性与阳离子的半径、离子键成分、阳离子价态的稳定性、阳离子和氧离子的电子构型等参数的关系,计算了稳定性因子,得出在PLT中掺入Ca,可以提高PLCT的钙钛矿形成指数F、表明PLCT的钙钛矿结构越稳定,越容易在较低温度下形成钙钛矿结构。 2.采用sol-gel技术,结合大量的实验技术研究和薄膜性能分析,优化工艺,制备了PLCT铁电薄膜和PT/PLCT/PT铁电异质结构薄膜,制备了具有全钙钛矿结构PLCT铁电厚膜。 3.利用sol-gel技术制备了PLCTx纳米微粉。利用Raman分析了PLCT纳米微粉的软模。发现由于钙含量增加导致振动软模的频率降低和某些软模的消失,这是因为在钙钛矿ABO3型化合物中,钙离子、镧离子取代了A位的铅离子,造成了晶格失配和不对称取代。PLCT（100x）拉曼谱的低频模可以看成是Ca2+、La3+在钙钛矿中的A位偏离造成的。而高频拉曼谱主要是TiO6八面体内部离子在理想中心位置的相互位移引起的。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 铁电薄膜研究的发展及分类
1.2.1 铁电薄膜研究的发展
1.2.2 铁电薄膜材料的分类
1.3 铁电薄膜的制备技术
1.4 铁电薄膜的性质
1.4.1 自发极化
1.4.2 极化反转与电滞回线
1.4.3 电畴
1.4.4 铁电相变与居里—外斯定律
1.4.5 介电常数
1.4.6 电阻率
1.4.7 介质损耗
1.4.8 热释电性
1.5 铁电薄膜的应用
1.5.1 铁电薄膜在热释电方面的应用
1.5.2 铁电薄膜在存储器方面的应用
1.5.3 铁电薄膜在微波器件方面的应用
1.6 本论文研究的目的、意义及选题的依据
参考文献：
第二章 PLCT铁电薄膜的结构及其基本性质
2.1 钙钛矿结构
2.2 PT及掺杂PT的相图
2.3 PLCT系铁电薄膜的制备及性能
2.4 钛酸铅镧钙系热释电薄膜材料的应用
参考文献：
第三章.PLCT溶胶与基片制备
3.1 Sol—Gel技术基本原理
3.1.1 Sol-Gel技术的现状及应用
3.1.2 PT／PLCT／PT异质膜的研究
3.2 PLCT溶胶的制备及表征
3.2.1 原料的选取
3.2.2 溶胶—凝胶前驱液的制备工艺及主要技术参数
3.3 基片的准备
3.4 PLCT、PT／PLCT／PT铁电薄膜制备工艺流程
参考文献
第四章 改进Sol-Gel技术制备PLCT纳米微粉及厚膜工艺
4.1 铁电厚膜的应用
4.2 sol—gel技术制备PLCT系列微粉
4.2.1 原料的选取
4.2.2 微粉纳米微粉的制备工艺及主要技术参数
4.3 PLCT纳米粉体的性能分析
4.3.1 纳米粉体结构分析
4.3.2 纳米粉体晶格参数与粒径分析
4.3.3 Raman分析
4.4 PLCT厚膜前驱液的配制及厚膜工艺
参考文献
第五章 sol-gel技术制备PLCT系铁电薄膜的性能分析
5.1 PLCT系列铁电薄膜的结晶性能研究
5.2 PLCT铁电薄膜的XPS分析
5.3 PLCT铁电薄膜的形貌分析
5.3.1 PLCT铁电薄膜的SEM分析
5.3.2 PLCT铁电薄膜的AFM分析
5.4 PLCT铁电薄膜的PFM分析
5.5 PLCT系铁电薄膜的电学性能分析
5.5.1 PLCT铁电薄膜的电学性能分析
5.5.2 PT／PLCT／PT铁电异质膜的电学性能分析
5.6.PLCT系铁电薄膜的热释电性能测试
5.6.1 热释电系数测量原理
5.6.2 PLCT铁电薄膜的热释电性能测试
参考文献
第六章 PLCT铁电厚膜的性能分析
6.1 PLCTIO铁电厚膜的结晶性能研究
6.2 PLCT铁电厚膜的表面形貌研究
6.3 PLCT铁电厚膜的成分分析
6.4 PLCT铁电厚膜的电学性能分析
第七章 射频磁控溅射法制备PLCT铁电薄膜及其性能分析
7.1 PLCT陶瓷靶的制备
7.2 射频磁控溅射制备方法
7.3 PLCT铁电薄膜的制备
7.4 PLCT铁电薄膜的性能分析
7.4.1 PLCT铁电薄膜物化结构性能分析
7.4.2 PLCT铁电薄膜的形貌分析
7.5 PLCT铁电薄膜的PFM及SNDM分析
7.5.1 SNDM基本原理
7.5.2 SNDM的应用
7.5.3 PLCT铁电薄膜的SNDM分析
7.6 PLCT薄膜的电滞回线
7.7 PLCT薄膜的电学性能
参考文献
第八章 主要结论、创新点及进一步工作的建议
8.1 本论文的主要结果
8.2 本论文主要创新点
8.3 进一步开展PLCT系铁电薄膜研究的建议
附录
攻读博士学位期间发表的论文
本人参加的科研项目
声明
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
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