本書采用溶膠-凝膠法，利用層層快速退火的工藝，探討了不同摻雜元素對(duì)鐵酸鉍（BFO）鐵電薄膜性能的影響機(jī)制；制備了不同厚度鍶鉍鈦（SBT）過渡層，研究了過渡層厚度對(duì)雙層薄膜晶體結(jié)構(gòu)和性能的影響機(jī)制；探索了SBT和BFO復(fù)合形成固溶體鐵電材料的性能。
本書可以作為從事電子信息功能材料研究，尤其是從事鐵電材料研究人員的參考書，也可以作為高等學(xué)校、科研院所高年級(jí)本科生和研究生的教學(xué)、科研用書。
第1章 緒論
1.1 鉍層狀鈣鈦礦鐵電材料晶體結(jié)構(gòu) 3
1.2 典型的鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料 5
1.3 改性研究 7
1.3.1 A位摻雜 7
1.3.2 B位摻雜 8
1.3.3 共生結(jié)構(gòu) 9
1.4 BFO的結(jié)構(gòu)與性能 10
1.4.1 元素?fù)诫s改性 12
1.4.2 控制薄膜取向 14
1.4.3 形成異質(zhì)結(jié)構(gòu) 15
1.4.4 形成固溶體 15
1.5 研究思路 16
參考文獻(xiàn) 18
第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及性能表征
2.1 實(shí)驗(yàn)所需原料 26
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器 26
2.3 制備工藝流程 28
2.3.1 薄膜的制備流程 28
2.3.2 陶瓷的制備流程 30
2.4 樣品表征方法 31
2.4.1 物相分析 31
2.4.2 微觀形貌分析 32
2.4.3 差熱-熱重分析 32
2.4.4 化合價(jià)分析 33
2.4.5 原子力顯微鏡、壓電力顯微鏡 33
2.5 性能測(cè)試方法 34
2.5.1 介電性能測(cè)試 34
2.5.2 鐵電性能測(cè)試 35
2.5.3 磁性測(cè)試 36
參考文獻(xiàn) 36
第3章 摻雜對(duì)BFO薄膜性能的影響
3.1 退火溫度對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 37
3.1.1 退火溫度對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 38
3.1.2 退火溫度對(duì)BFO薄膜微觀形貌的影響 39
3.1.3 退火溫度對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 41
3.2 Bi過量對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 42
3.2.1 Bi過量對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 42
3.2.2 Bi過量對(duì)BFO薄膜微觀形貌的影響 44
3.2.3 Bi過量對(duì)BFO薄膜漏電性能的影響及漏電機(jī)制分析 45
3.2.4 Bi過量對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 47
3.3 Zn摻量對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響 49
3.3.1 Zn摻量對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 49
3.3.2 Zn摻量對(duì)BFO薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響 50
3.3.3 XPS高分辨電子能譜分析 51
3.3.4 Zn摻量對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 53
3.3.5 Zn摻量對(duì)BFO薄膜漏電性能的影響 54
3.3.6 Zn摻量對(duì)BFO薄膜漏電機(jī)制的影響 55
3.3.7 Zn摻量對(duì)BFO薄膜介電性能的影響 58
3.4 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響 58
3.4.1 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 59
3.4.2 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜表面形貌的影響 60
3.4.3 XPS高分辨電子能譜分析 60
3.4.4 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜漏電性能的影響 62
3.4.5 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜漏電機(jī)制的影響 63
3.4.6 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜介電性能的影響 64
3.4.7 退火氣氛對(duì)BFZO薄膜性能老化的影響 65
3.5 Mn摻雜對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 68
3.5.1 Mn摻雜對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 69
3.5.2 Mn摻雜對(duì)BFO薄膜微觀形貌的影響 71
3.5.3 Mn摻雜對(duì)BFO薄膜漏電特性的影響 71
3.5.4 Mn摻雜對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 73
3.6 前驅(qū)液濃度對(duì)BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 75
3.6.1 前驅(qū)液濃度對(duì)BFMO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 75
3.6.2 前驅(qū)液濃度對(duì)BFMO薄膜表面形貌的影響 76
3.6.3 前驅(qū)液濃度對(duì)BFMO薄膜鐵電性能的影響 77
3.6.4 前驅(qū)液濃度對(duì)BFMO薄膜漏電性能的影響 78
3.7 Sr摻雜對(duì)BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 79
3.7.1 Sr摻量對(duì)BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 80
3.7.2 Sr摻量對(duì)BFMO薄膜鐵電特性的影響 81
3.7.3 退火溫度對(duì)BSFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 84
3.7.4 BSFMO薄膜老化性能的研究 87
3.8 Cu、Zn、Mn共摻雜對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 89
3.8.1 Cu、Zn、Mn共摻雜對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 89
3.8.2 Cu、Zn、Mn共摻雜對(duì)BFO薄膜漏電性能的影響 90
3.8.3 Cu、Zn、Mn共摻雜對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 91
3.9 Mn、Ti共摻雜對(duì)BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 92
3.9.1 Mn、Ti共摻雜對(duì)BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 92
3.9.2 Mn、Ti共摻雜對(duì)BFO薄膜微觀形貌的影響 93
3.9.3 Mn、Ti共摻雜對(duì)BFO薄膜漏電特性的影響 94
3.9.4 Mn、Ti共摻雜對(duì)BFO薄膜鐵電性能的影響 95
3.10 本章小結(jié) 97
參考文獻(xiàn) 100
第4章 雙層復(fù)合薄膜的性能研究
4.1 SBT過渡層厚度對(duì)BFO/SBT雙層復(fù)合薄膜性能的影響 107
4.1.1 結(jié)構(gòu)分析 107
4.1.2 SEM分析 109
4.1.3 XPS分析 110
4.1.4 鐵電性能分析 113
4.1.5 漏電性能分析 115
4.1.6 介電性能分析 118
4.2 SBT過渡層厚度對(duì)BFMO/SBT雙層復(fù)合薄膜性能的影響 119
4.2.1 結(jié)構(gòu)分析 119
4.2.2 SEM分析 122
4.2.3 XPS分析 123
4.2.4 PFM分析 126
4.2.5 漏電性能分析 127
4.2.6 鐵電性能分析 130
4.2.7 鐵磁性分析 131
4.2.8 老化性能分析 132
4.3 本章小結(jié) 134
參考文獻(xiàn) 134
第5章 BFO-SBTi復(fù)合鐵電陶瓷的制備和性能研究
5.1 SBFTi鐵電陶瓷的結(jié)構(gòu)表征 140
5.1.1 SBFTi鐵電陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)研究 140
5.1.2 SBFTi鐵電陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)研究 142
5.1.3 SBFTi鐵電陶瓷的拉曼光譜研究 143
5.1.4 SBFTi鐵電陶瓷中的元素價(jià)態(tài)分析 145
5.2 SBFTi鐵電陶瓷的鐵電性能研究 147
5.2.1 SBFTi鐵電陶瓷的電滯回線 147
5.2.2 SBFTi鐵電陶瓷的漏電性能表征 148
5.3 SBFTi鐵電陶瓷的電磁性能 150
5.4 SBFTi鐵電陶瓷的介電特性 150
5.4.1 SBFTi鐵電陶瓷的常溫介電特性 150
5.4.2 SBFTi鐵電陶瓷的介溫譜特性 152
5.4.3 SBFTi鐵電陶瓷的交流阻抗研究 156
5.4.4 SBFTi鐵電陶瓷的交流電導(dǎo)率研究 164
5.5 本章小結(jié) 168
參考文獻(xiàn) 169
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