一、脉冲激光溅射及富—锆PZT薄膜的性能研究（论文文献综述）
李彪[1]（2021）在《缓冲层引导的溅射PZT薄膜的制备研究》文中研究说明近些年来,择优取向的PZT薄膜由于良好的介电、铁电以及压电等性能而被广泛应用于能量收集器、红外传感器、铁电存储器以及喷墨打印头等设备中。本文通过磁控溅射法在溶胶凝胶缓冲层上制备PZT薄膜。主要包含以下内容:（1）探究PZT陶瓷靶材的制备工艺。利用固相烧结法制备不同组分的PZT陶瓷靶材,工艺参数为:球磨转速为300 r/min,球磨时长24 h;预烧温度为850℃,保温2 h;烧结温度保持在1050℃,保温2.5 h。以自制靶材为原料得到的PZT薄膜表现出（111）择优取向和完全的钙钛矿结构。（2）研究缓冲层Zr/Ti变化对PZT薄膜性能的影响。制备组分为Pb1.10(Zrx,Ti1-x)O3（x=0.25,0.35,0.45,0.55,0.65,0.75）的溶胶凝胶缓冲层,通过磁控溅射法在缓冲层上沉积组分为Pb1.10(Zr0.52,Ti0.48)O3的PZT薄膜。测试结果表明:缓冲层Zr/Ti增大,薄膜结晶更加困难,x=0.75时,薄膜中出现了焦绿石相;x=0.65时,PZT薄膜具有较强的（111）峰,平均晶粒尺寸最大,为200.7 nm;x=0.65时,样品具有最大的介电常数,εr=959.5以及最佳的铁电性能,Pr=17.0μC/cm2,Ec=42.9 k V/cm。（3）研究Zr/Ti互补的缓冲层组分对PZT薄膜性能的影响,引入组分分别为Pb1.10(Zr1-x,Tix)O3/Pb1.10(Zrx,Ti1-x)O3（x=0.25,0.35,0.45）和Pb1.10(Zr0.52,Ti0.48)O3（Zr/Ti,52/48）的双层缓冲层,采用溅射法在缓冲层上沉积PZT薄膜。x=0.45时,样品具有最高的（100）择优取向,α（100）=89.1%;x=0.45时,PZT薄膜具有致密的柱状结构以及最佳的介电性能,εr=1262.17（1 k Hz）和铁电特性（Pr=24.7μC/cm2）。x=0.45薄膜的漏电流密度最小,J=3.15×10-6 A/cm2（141 k V/cm）,约为样品52/48漏电流密度(6.16×10-6 A/cm2)的1/2。（4）研究具有不同Pb含量的PZT薄膜交替沉积层数对薄膜性能的影响。使用RF磁控溅射法在Pb1.10(Zr0.52,Ti0.48)O3溶胶凝胶缓冲层上制备了由Pb1.10(Zr0.52,Ti0.48)O3和Pb1.25(Zr0.52,Ti0.48)O3构成的多层薄膜。所有薄膜具备单一的钙钛矿相和（111）择优取向。在样品L-8中得到最佳的介电性能,εr=1092（1 k Hz）。样品L-8的呈现饱和的P-E滞后曲线。在117 k V电场强度下,L-8薄膜具有最小的漏电流密度,J=5.49×10-6A/cm2。（5）测量PZT薄膜的压电系数,制备PZT压电微执行器并测量其振动性能。通过悬臂梁法测量缓冲层结构为Pb1.10(Zr1-x,Tix)O3/Pb1.10(Zrx,Ti1-x)O3的PZT薄膜的横向压电系数e31;以MEMS技术制备压电微执行器,利用激光多普勒系统表征微执行器的振幅。测得样品x=0.45具有最大压电系数和振幅。
张仁凯[2]（2021）在《应用于压电微执行器的PZT薄膜改性研究》文中进行了进一步梳理近年来随着PZT薄膜制备工艺的成熟,学者们热衷于寻找提升薄膜性能的方法以将其能够应用于更加广阔的领域。本文选取最常见的化学制备方法溶胶凝胶法来制备PZT压电薄膜并对薄膜的性能进行表征。利用COMSOL仿真软件对PZT薄膜的厚度以及弹簧结构进行了模拟优化,为后续实验部分提供参数指导。通过引入PbZrO3种子层和Dy、Er两性离子来对PZT薄膜进行改性。全文主要工作如下:（1）采用COMSOL仿真软件对PZT薄膜的厚度、弹簧结构宽度及弹簧结构中剩余PZT厚度等参数进行了模拟仿真,确定了PZT薄膜厚度为1.4μm,弹簧结构宽度为35μm以及弹簧结构中剩余PZT厚度为0.6μm时振幅较大。（2）讨论PbZrO3种子层对PZT压电薄膜性能的影响。测试结果表明,具有（111）择优取向的PbZrO3种子层会引导PZT薄膜沿（111）晶向方向成核并抑制其他晶向的生长。种子层的引入也使得薄膜内部结构变得更为致密。在电学性能方面,由于PbZrO3材料的反铁电性质使PZT的介电和铁电性能下降;但在种子层的引导、补偿、阻挡、形成低应力场等作用下,PZT的抗疲劳性能增强。（3）探讨引入Dy和Er掺杂离子对PZT薄膜各项性能的影响并分析掺杂改性机理。利用溶胶凝胶法制备掺Dy浓度0%-5%的PDZT薄膜。测试结果表明,掺Dy浓度0%-2%的PDZT薄膜呈现（111）择优取向,掺Dy浓度3%-5%的PDZT薄膜呈现（100）择优取向。低浓度Dy离子的引入会使得PZT薄膜的钙钛矿结构变得更为致密。掺Dy 2%的PDZT薄膜的剩余极化强度和相对介电常数都达到了最大值,铁电性能和介电性能明显增强。此外,掺Dy2%的PDZT薄膜的漏电流密度也显着下降。引入同为镧系元素的铒离子,制作了相同浓度的PEZT薄膜。实验结果展示,Er离子的引入使得薄膜晶向结构发生改变,掺杂浓度低于3%的PEZT薄膜（100）衍射峰强度最高;当掺杂浓度大于等于3%时,薄膜出现焦绿石相。当掺Er1%时,薄膜的相对介电常数达到最大的1358;同时其剩余极化强度也到达最大的11.28μC/cm2。此外,掺Er 1%的PEZT薄膜的抗疲劳性能也强于纯PZT薄膜。（4）采用常规MEMS工艺制作了以掺杂不同Er浓度的PEZT薄膜为驱动元件的压电微执行器,并用多普勒测振系统进行了振动性能的表征。在频率为10k Hz,电压为20V的测试条件下,以掺Er 1%的PEZT薄膜为驱动元件的微执行器振幅最大,达到了389.2nm,比使用纯PZT为驱动元件的微执行器提高了42.1%。
黄鹤洋[3]（2020）在《Pt-Pb(Zr0.52Ti0.48)O3纳米复合薄膜的制备及其电学性能》文中研究指明锆钛酸铅（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。
王兴[4]（2020）在《择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究》文中提出锆钛酸铅（PZT,Pb（ZrxTi1-x）O3）是信息功能陶瓷材料领域里重要的一类铁电压电材料,具有优异的压电性能和工艺稳定性。PZT薄膜能够实现电能与机械能之间的高效相互转换,在小型化和集成化的薄膜器件中展现出广阔的应用前景。值得注意的是,多晶取向的PZT薄膜往往表现出较小的压电系数和较低的剩余极化强度,从而制约了 PZT薄膜在器件中的高效应用。因此,探索择优取向PZT薄膜的制备工艺条件,对获得满足器件使用需求的高性能PZT压电薄膜至关重要。本论文基于射频磁控溅射和溶胶凝胶两种方法,制备了应用于压电复合振动板的（100）择优取向的PZT压电薄膜,并对薄膜进行了晶向、微观形貌、电学性能以及抗疲劳性能表征分析,优化了磁控溅射法制备PZT压电薄膜的工艺条件,通过溶胶凝胶法研究了掺杂改性与多层薄膜工艺对PZT薄膜性能的影响。在PZT薄膜应用方面,建立了压电复合振动板结构耦合振动解析模型,制作了 PZT/Cu/SiO2压电复合振动板并进行了实验测试。本工作的研究内容与成果包括以下几个方面:（1）研究了 Pt底电极的沉积温度和原位退火温度对其晶向、晶粒尺寸和表面形貌的影响,分析了不同工艺条件下制备的Pt底电极对PZT薄膜的结晶取向与微观结构的影响规律。实验结果表明,对室温生长的Pt底电极进行200℃原位退火30 min,有利于生长（100）择优取向的PZT薄膜,而高温沉积或经高温原位退火的Pt底电极促进PZT薄膜沿（111）择优取向。研究了 Ti-Pt合金电极中Ti含量对PZT薄膜晶向转变、微观结构和电学性能的影响。结果显示,随合金层中Ti含量增加,PZT薄膜的择优取向从（100）转变为（111）。当Ti-Pt溅射功率比为12.5 W/150 W时,适量的Ti可以促进薄膜呈现最强的（100）峰和最弱的（111）峰,并表现出最低的氧空位浓度,促使薄膜具有最大的介电常数（εr）和改进的剩余极化强度（Pr）。Ti-Pt合金底电极的制备将进一步拓宽PZT压电薄膜底电极的选择范围。（2）研究了磁控溅射沉积工艺条件和退火工艺条件对PZT薄膜性能的影响。提出了一种补偿PZT薄膜Pb损失的新方法。通过引入Pb过量Pb1+x（Zr0.40,Ti0.60）O3种子层,可以补偿后溅射PZT薄膜的Pb损失,x=0.2时薄膜的（100）择优取向度明显增强。同时XPS分析发现,Pb1.2（Zr0.40,Ti0.60）O3种子层可以降低薄膜氧空位浓度,缓解畴壁钉扎,故可提高薄膜的压电系数（d33=105.8 pm/V）。该方法具有重复性好、易操作等优势,将为磁控溅射法制备1 μm厚的高性能PZT压电薄膜提供实际的工艺技术。（3）提出了一种基于 0.3Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.7Pb（Zr0.52Ti0.48）O3/Pb（Zr0.52Ti048）O3 多层异质薄膜的磁控溅射新工艺。实验发现薄膜性能依赖于异质界面数量和晶体生长模式。由于异质界面应变的作用以及高度致密的柱状晶粒,具有5个异质界面（H5）的多层异质薄膜在0.1 kHz下的εr和介电损耗（tanδ）分别为1034.9和0.039,2Pr达到21.6 μC/cm2。同时,H5的压电系数（e31）达到8.2 C/m2,比单一组分的PZT薄膜增大3.5倍。（4）采用溶胶凝胶法制备了不同浓度铕（Eu）掺杂和镧（La）掺杂的PZT压电薄膜,研究了掺杂离子浓度对薄膜晶向转变、微观结构和电学性能的影响。当Eu掺杂浓度为2%时,PEZT薄膜的εr达到1571,Pr和矫顽场强（Ec）分别为20.5 μC/cm2和41.8 kV/cm。而对于掺杂浓度为2%的PLZT薄膜,当Zr/Ti为60/40时,薄膜具有最优的（100）择优取向和介电性能,并且150 kV/cm下的漏电流密度仅为8.63×10-8 A/cm2。（5）提出了一种不同铅过量PZT多层压电薄膜制备工艺新方法。研究了Pb1.25（Zr0.52,Ti0.48）O3和Pb1.1（Zr0.52,Ti0.48）O3的不同层数比（m/n）对多层PZT薄膜性能的影响。结果显示,当m/n为1/3时,多层PZT薄膜在1 kHz下的介电常数达到1873,比Pb1.1（Zr0.52,Ti0.48）O3薄膜提高92%,漏电流密度比Pb1.25（Zr0.52,Ti0.48）O3降低一个数量级。电性能改善的根本原因在于1/3的堆叠顺序可以抑制铅损失引起的氧空位,促进畴壁运动。（6）制作了PZT/SiO2压电复合振动板,分析了有无“弹簧结构”的振动板结构形式对输出振幅的影响规律。相比无“弹簧结构”振动板,有“弹簧结构”能够有效提升压电复合振动板振动幅度,抑制残余振动。建立了压电复合振动板结构耦合振动解析模型,分析了压电复合振动板中性面位置对其等效载荷和输出振幅的影响:当基板厚度接近PZT薄膜厚度时,压电复合振动板结构中性面位于基板和压电薄膜接触面附近,等效载荷和输出振幅显着增加。制作了 PZT/Cu/SiO2压电复合振动板,振动测试表明,PZT/Cu/SiO2振动板的输出振幅较PZT/SiO2提高一倍。该耦合振动解析模型将为新型压电复合振动板的设计与制作提供理论依据和工艺方法。
陈达[5]（2020）在《PZT薄膜的Pr掺杂改性研究及其在压电微执行器中的应用》文中研究指明本文分析了PZT材料的电学性能,探究了Pr掺杂对PZT薄膜各项性能的影响,优化了底电极、PZT薄膜和顶电极的图形化工艺,制作了压电微执行器,并对其振动性能进行了表征。主要研究内容如下所示:（1）研究Pr掺杂对PZT薄膜各项性能的影响。采用溶胶凝胶法按照化学式Pb1.2-1.5xPrxZr0.52Ti0.48O3制备了不同Pr掺杂浓度的PPZT前驱体溶液,其中X=0、1、2、3、4、5;称取三水合醋酸铅药品时,采取铅过量20%的方法解决后续热处理过程中铅的挥发导致的薄膜内组分配比失衡的问题。采用多次旋凃-热处理的方式制得1μm厚的薄膜,热处理过程包括干燥去除水分、热解去除有机物和高温退火结晶。对PPZT薄膜的各项性能进行表征,实验结果表明,Pr掺杂浓度为2%的PPZT薄膜的综合性能最佳,其（100）晶向的择优取向度高达81.5%;横截面呈现出明显的致密钙钛矿柱状结构;介电常数最高,达到了1462.1,比未掺杂的PZT薄膜的介电常数（1324.7）提高了10.37%;剩余极化强度最大,达到了12.79μC/cm2,比未掺杂的PZT薄膜的剩余极化强度（7.83μC/cm2）提高了63.35%;经过108次极化翻转后,剩余极化强度下降为初始值的61.4%,而未掺杂的PZT薄膜的剩余极化强度下降为初始值的39.5%。分析掺杂改性机理发现,三价态掺杂离子的引入会起到施主掺杂与受主掺杂的双重作用,对利用溶胶凝胶法制备的PZT薄膜性能的影响主要包括两个方面,一方面是引起薄膜内部的晶体结构发生变化,另一方面是改变内部电畴的翻转能力。通过对这两方面的影响进而改变薄膜的各项性能。（2）优化底电极、PZT薄膜和顶电极的图形化工艺。采用直流磁控溅射法工艺沉积Pt/Ti底电极和Pt顶电极。采用湿法腐蚀的方法对Pt/Ti底电极和PZT薄膜进行图形化,采用光刻、剥离工艺对Pt顶电极进行图形化。实验结果表明,Pt在王水中的腐蚀速率约为3.33nm/s,Ti在HF中的腐蚀速率约为5nm/s;PZT薄膜在配置的PZT腐蚀液中的平均腐蚀速率约为5.26nm/s。通过多次腐蚀-清洗-腐蚀的方法可以有效减小横向侧蚀。（3）制作压电微执行器并对其振动性能进行表征。对利用不同Pr掺杂浓度的PPZT薄膜制作的振动板施加幅值分别为5V、10V、15V、20V且频率为10kHz的正梯形波电压,实验结果表明,适量的Pr掺杂能够提高PZT薄膜的压电性能,电压为20V时,利用Pr掺杂浓度为2%的PPZT薄膜制作的压电微执行器的振幅最大,达到了414.5nm,比利用未掺杂的PZT薄膜制作的压电微执行器的振幅（298.1nm）提高了39%。
徐立强[6]（2020）在《铌酸钾钠基无铅铁电薄膜结构和性能的研究》文中认为铁/压电材料在现代新型微电子器件设计中的地位非常重要。从第二次世界大战以来,对于这一材料体系的探索一直处在高科技先进材料研究的最前沿。然而,大量铅基铁/压电材料的使用导致了严峻的环境问题,而且有毒铅对人类的身体健康也造成了极大的危害。因此,发展高性能无铅铁/压电材料已然变得非常迫切。这其中,铌酸钾钠（KNN）基材料就是目前研究比较火热的无铅铁/压电材料之一。KNN基铁/压电体由于其陶瓷具有超强压电性以及高居里温度而被科研者们所青睐,一直以来,它一直被认为有望取代铅基铁/压电体。然而,到目前为止,KNN基薄膜的制备却一直困难重重,尽管现代薄膜制备工艺发展迅猛。KNN基薄膜沉积过程中,碱金属离子的易挥发性会造成A位元素缺失,在薄膜内部产生大量缺陷,此外,薄膜制备过程中还会出现杂相,这将会严重影响薄膜的电性能和温度稳定性,并导致漏电流增大。这些不足对KNN基薄膜的应用产生很大的影响。而且,随着新型高科技电子器件的微型化,高性能KNN基铁/压电薄膜的探索将会迎来新的机遇和挑战。本论文主要致力于KNN基铁电薄膜结构和电性能的相关研究,论文总共分为以下七章:第一章 作为本文的绪论,我们首先回顾了KNN基材料的相关研究背景知识,其中分别包含KNN基陶瓷和薄膜的研究历程,以及性能优化的方法。其次介绍了一种垂直异质外延（VHN）结构,并简述一下其在厚膜性能调控上的一些应用。第二章 本章是实验部分,主要介绍了样品的制备和表征手段。第三章 使用La0.67Sr0.33MnO3作为底电极,在KNN基铁电薄膜实现强铁电性和超高居里温度（TC）。通过MnO2和CaZrO3共掺杂,在（K0.49Na0.49Li0.02）（Nb0.8Ta0.2）O3薄膜内部引入VHN结构,这使得KNN基薄膜在垂直方向受到应力作用的影响,从而在KNN基复杂组分薄膜中获得强铁电性以及高TC。这其中,CaZrO3是VHN结构形成的诱因,而MnO2的掺入对VHN结构的形成起到促进作用。KNN基薄膜的强铁电性的实现为其取代铅基铁电材料又向前推进了一大步。第四章 我们通过外延应变的方法,在KNN基铁电薄膜的实现电性能和相变的调控。我们选用La0.07Sr0.93SnO3（LSSO）和SrRuO3（SRO）作为生长KNN基薄膜异质结的底电极。LSSO和SRO分别对上层KNN基薄膜提供面内拉应力和压应力。结果我们发现,外延应变能很好地调控实验中的KNN基薄膜的电性能和相变行为。第五章 这部分内容我们研究了中子辐照对KNN基无铅铁电薄膜电性能的影响。KNN基铁电薄膜除了满足常规环境下的基本使用条件外,还必须能够满足特殊环境下的应用。因此,这部分我们选用金属和氧化物电极作为KNN基薄膜异质结的顶电极,分别去研究它们抗中子辐照的能力。结果发现,使用氧化物电极,KNN基薄膜抗中子辐照能力更强。第六章 这部分我们从光学的角度上去探索和研究KNN基薄膜的光学特性以及电性能,并对其在透明器件上的应用提供实验支撑。第七章 我们对本论文实验部分的研究成果进行了总结。
王金鑫[7]（2019）在《锆钛酸铅基薄膜的铁电性能研究》文中研究说明进入21世纪以来,信息化已深入人心。随着科学技术的发展,信息的存储和处理成为了人们日常生活的主题。现今社会随着人们对生活品质要求的不断提升,电子产品的体积越来越小,功能越来越全面。这些都对电子器件提出了更高的要求,例如更大存储能力、更有效的冷却能力等。铁电薄膜材料因其具有优异的铁电、介电、电卡性能,且易于集成到电子元器件中,所以受到了广泛的关注。本文主要以锆钛酸铅基（PZT）钙钛矿氧化物为研究对象,通过溶胶—凝胶法在氟掺杂氧化锡（FTO）导电基底上制备铁电薄膜材料,对其进行掺杂改性,并深入研究了掺杂对其铁电性能和电卡性能的影响。首先,通过优化溶胶的配制步骤,用溶胶—凝胶法在较低的退火温度下制备了PbTiO3薄膜,减少了因高温退火造成的PbO的挥发。将Cu引入到PbTiO3薄膜的晶格中,通过研究发现Cu掺杂造成PbTiO3晶体结构由四方相转变为赝立方相,并且PbTiO3薄膜的剩余极化强度随Cu的引入出现先增加后减小的趋势,矫顽场则出现相反的趋势,在Cu掺杂量为2.0mol%时得到最大极化强度和最小矫顽场。我们认为一定量的Cu掺杂能够替代PbTiO3中的Ti,并与由于PbO挥发造成的氧空位结合,减少了薄膜中氧空位的浓度,从而使铁电性能增加。而过多的Cu无法以离子的形式进入钙钛矿结构中,将以CuO和Cu2O的形式存在于PbTiO3薄膜中。所得结论为通过适量Cu掺杂,可以使PbTiO3为铁电层的铁电随机存储器的性能得到提升。其次,为了获得更高铁电性能的铁电薄膜材料,通过溶胶—凝胶法在FTO导电基底上制备了PbZr0.53Ti0.47O3（53/47）薄膜。通过将AgNO3的乙二醇甲醚的溶液与溶胶液混合,制备了不同掺杂量Ag掺杂的PbZr0.53Ti0.47O3薄膜,并对薄膜中Ag的存在形式进行了分析,讨论了Ag的掺杂对PbZr0.53Ti0.47O3薄膜剩余极化强度的影响。通过分析薄膜的晶体结构,得知Ag是以粒子的状态存在与薄膜中的,即Ag掺杂PbZr0.53Ti0.47O3薄膜为0-3型复合薄膜。通过对溶胶的吸收光谱和薄膜XPS结果分析,发现在掺杂量较低时Ag是以AgO的形式存在于溶胶中的。在对薄膜退火时所采用的温度高于AgO分解温度,因此,AgO分解成Ag粒子和O,分解产生的O会补充薄膜中的氧空位,使PZT（53/47）薄膜的剩余极化强度增加,使其更适合铁电随机存储器的应用。最后,为了提高铁电制冷器件的制冷性能,获得更适于实际应用的铁电制冷器件。通过溶胶—凝胶法在FTO基底上制备了非取向的PbZr0.95Ti0.05O3（PZT（95/5））薄膜,经过反复试验,在配制PZT（95/5）溶胶时加入一定量的去离子水能够得到长时间稳定存在的溶胶,增加了溶胶稳定性。沉积薄膜过程中通过等离子体处理,使FTO基片具有一定的亲水特性并在其表面上制备了较厚的PZT（95/5）薄膜。通过将SiO2微球的悬浊液与溶胶液混合的方式将Si掺入了PZT（95/5）薄膜的晶格中。用间接测量的方式研究了未掺杂和不同含量Si掺杂PZT（95/5）薄膜的电卡性能。分析得到一定量的Si掺杂是引起PZT（95/5）电卡性能升高的重要原因。我们认为随着Si掺杂量的增加,反铁电正交相的PZT（95/5）逐渐转变为反铁电四方相,当Si掺杂量为1.0mol%时,PZT（95/5）薄膜中正交相和四方相共存,复杂的相结构导致铁电畴极易被外加电场影响,从而得到较大的电卡性能。
姚月月[8]（2019）在《粒子辐照对锆钛酸铅薄膜电学特性的影响及其退火效应》文中研究表明锆钛酸铅薄膜材料因具有优异的铁电、压电、热释电等性能受到研究人员的广泛关注。以锆钛酸铅铁电薄膜为关键材料的传感器、存储器、红外探测器等电子元器件在航天领域有非常好的应用前景。然而航天用电子元器件会受到各种环境因素的侵扰。其中,带电粒子辐射严重影响了材料与器件的服役特性,进而影响了航天器的稳定运行与服役寿命。因此,研究锆钛酸铅薄膜材料的辐射退化规律及机理对于航天用电子器件的设计和使用至关重要。利用溶胶-凝胶法制备了锆钛酸铅铁电薄膜,研究基底（Pt/Ti/SiO2/Si基和Si基）和退火温度（600℃、650℃、700℃、750℃）对PbZr0.52Ti0.48O3（PZT）铁电薄膜性能的影响,通过对相关测试结果进行比较,发现以Pt为基底,650℃制备的PZT薄膜具有最好的结晶度、表面形貌和电学性能。通过系统研究电子辐照能量和注量对PZT铁电薄膜电学特性的影响规律,可以发现随着辐照能量和注量的增加,辐照样品的极化强度和介电常数退化明显,低频介电损耗随能量和注量增加而减小,高频介电损耗没有明显变化。同时,辐照后PZT样品电学性能随时间的延长明显降低。通过质子辐照作用下PbZr0.52Ti0.48O3铁电薄膜的电学特性及其随时间的演化行为（即时间退火效应）研究,结果表明随着质子辐照注量增加,极化强度和介电常数下降的更多,低频介电损耗增大,高频介电损耗没有明显变化。质子辐照后PZT薄膜极化强度的变化具有随时间的滞后现象,介电常数和介电损耗随时间未发现明显的随时间滞后现象。此外,质子辐照后PZT薄膜的（111）特征峰峰位左移,且辐照注量越大,左移越严重,半高宽增大,薄膜残余应力由压应力变成拉应力,辐照后PZT薄膜中元素价态发生变化,部分Pb元素由+2价变为+4价。通过不同退火条件（温度、气氛）下,粒子辐照后PZT样品电学特性的回复行为研究,结果表明两种辐照样品的电学性能均在500℃退火时得到最大程度的回复,而退火气氛对辐照样品电学性能的回复没有特别明显的作用。
孙凌云[9]（2019）在《几种ABO3型铁电薄膜的制备与性能研究》文中提出本文主要利用溶胶-凝胶法制备钙钛矿锆钛酸铅铁电薄膜和铁酸铋多铁薄膜,主要研究了这些薄膜的物相结构、微观形貌、介电及铁电性能以及光学性能。另外,利用脉冲激光沉积制备了铁电薄膜的铁磁电极——镧锶锰氧薄膜,研究了其晶体结构、表面形貌、铁磁性能以及电输运性质。采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上成功制备了钙钛矿结构的PbZr0.52Ti0.48O3铁电薄膜,用马弗炉和热板分别在550°C下进行30 min退火处理。用X射线衍射、介电谱、P-E电滞回线、漏电流密度和C-V曲线对不同退火条件下的薄膜进行了分析。结果表明,在热板上退火的薄膜比马弗炉退火的薄膜具有更高的结晶度和更好的电学性能,即具有较高的介电常数和适中的介电损耗,而电滞回线表明剩余极化值达到了36.4μC/cm2,矫顽电场为168 kV/cm。采用溶胶-凝胶法在FTO衬底上旋涂PbZr0.52Ti0.48O3铁电薄膜,然后在550°C的热板上退火。随着退火时间从2 min增加到40 min,样品中的烧绿石相逐渐转变为钙钛矿相。所得薄膜在可见光范围内具有良好的透光率,随着退火停留时间的延长,薄膜的光学带隙变宽。当退火时间从2 min增加到40 min,介电常数和剩余极化值随之增加,而退火时间为60 min时,介电常数和剩余极化值略有减小。退火40 min的薄膜剩余极化值为40.3μC/cm2,矫顽电场为228 kV/cm。采用溶胶-凝胶法在FTO衬底上制备Pb0.82La0.12Zr0.85Ti0.15O3薄膜和Pb0.82(La0.6Bi0.4)0.12Zr0.85Ti0.15O3薄膜,在快速退火炉中以不同温度退火30 min。随着退火温度由580°C增加到670°C,Pb0.82La0.12Zr0.85Ti0.15O3薄膜中的烧绿石相越来越少,钙钛矿相越来越多,而Pb0.82(La0.6Bi0.4)0.12Zr0.85Ti0.15O3薄膜在退火温度到600°C时,薄膜中的烧绿石相几乎消失,温度升高到650°C时,钙钛矿相和烧绿石相的XRD同时变强,即结晶度更高了。对比掺杂4.8%Bi离子的薄膜与未掺杂Bi离子的薄膜介电性能和铁电性能,都表示同样的退火温度下,Bi掺杂的薄膜具有更好的电学性能。因此,Bi掺杂是降低Pb0.82La0.12Zr0.85Ti0.15O3薄膜退火温度的一个好方法。采用溶胶—凝胶法在FTO衬底上制备了BiFeO3薄膜,研究了Mn掺杂对BiFeO3薄膜结构、铁电、铁磁和光学性能的影响。结果表明Mn掺杂抑制了杂相的生成,使晶粒变小,而且抑制Fe2+的增加,改变漏导机理。在BiFe0.95Mn0.05O3薄膜中获得了27μC/cm2的高剩余极化值。另外,Mn掺杂使磁性有所提高,光学带隙减小,窄的光学带隙使掺锰BiFeO3薄膜在光催化和光伏领域的发展开辟了新的前景。采用脉冲激光沉积（100）SrTiO3衬底上以不同沉积时间制备La0.7Sr0.3MnO3薄膜作为铁电薄膜的底电极,结果表明,随着沉积时间的增加,样品的粗糙度先增大后减小,而磁化强度一直增大,通过磁滞回线和电输运性质的分析,沉积5 min的样品的性质最好,但是由于粗糙度太大不适合作为电极,沉积2 min的样品表面粗糙度较小,虽然性能较差,但可以作为电极材料。
王富安[10]（2019）在《多元系PZT压电薄膜的制备与表征》文中认为近几年,组分接近于准同型相界的PZT薄膜已经被应用于MEMS工艺各领域。提高PZT薄膜的各项性能依然是目前十分热门的课题。本文对PZT的改性方法进行了研究,具体内容如下:（1）Ti原子对锆钛酸铅薄膜晶向和电学性能的影响。首先研究Ti缓冲层对PZT薄膜各项性能指标的影响。用磁控溅射仪在表面氧化的硅片上溅射金属得到Pt/Ti-buff/Pt/Ti/SiO2/Si底电极结构,通过控制溅射的靶材和时间来控制Ti缓冲层的位置,得到底电极。用溶胶凝胶法制备PZT薄膜,并将其与不含Ti缓冲层的Pt/Ti/SiO2/Si底电极结构上制备的PZT进行对比。其次研究不同Ti含量的Ti-Pt合金电极对PZT性能的影响。用磁控溅射仪制备Ti-Pt Alloy/Ti/SiO2/Si底电极,用溶胶凝胶法在其表面制备PZT薄膜,并将其与不含合金的Pt/Ti/SiO2/Si底电极结构上制备的PZT进行对比。（2）铈（Ce）掺杂对PZT薄膜晶向和电学性能的影响。通过溶胶凝胶法制备掺杂浓度分别为0.1%,0.5%,1%,2%和3%的Ce掺杂PCZT薄膜。并将掺杂锆钛酸铅薄膜的晶向,微观结构,介电性能,铁电性能,抗疲劳性能和振动性能与未掺杂PZT薄膜进行对比,得到Ce掺杂对PZT各项性能指标的影响。（3）一种低成本的PYN-PZT薄膜的制备方法。用三水合乙酸铅沉淀溶解于醋酸溶液中的草酸铌得到醋酸铌溶液,将醋酸铌作为PYN-PZT薄膜的铌源,硝酸钇作为PYN-PZT薄膜的钇源制备PYN-PZT薄膜。并将PYN-PZT薄膜的晶向,介电性能,铁电性能和振动性能与PZT薄膜进行了比较。得到了一种低成本制备PYN-PZT薄膜的方法。（4）新型溶胶凝胶法制备PZT厚膜的工艺探索。通过对PZT前驱液的热处理得到PZT粉末。将PZT粉末和PZT前驱液混合得到PZT粉体液。通过在底电极上按2层PZT粉体液+6层PZT前驱液的旋涂工艺重复5次制备得到5微米厚的PZT厚膜。（5）运用MEMS工艺制作了以上述PZT薄膜为驱动材料的压电微执行器,并表征了其振动性能。
二、脉冲激光溅射及富—锆PZT薄膜的性能研究（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、脉冲激光溅射及富—锆PZT薄膜的性能研究（论文提纲范文）
（1）缓冲层引导的溅射PZT薄膜的制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT薄膜的发展历程及应用研究 |
| 1.1.1 PZT薄膜的发展历程 |
| 1.1.2 PZT薄膜的应用研究 |
| 1.2 PZT的结构和性质 |
| 1.3 PZT薄膜的制备和研究现状 |
| 1.3.1 PZT薄膜的制备 |
| 1.3.2 PZT薄膜的研究现状 |
| 1.4 论文研究意义和内容 |
| 2 PZT薄膜的制备流程与性能表征 |
| 2.1 PZT薄膜的制备流程 |
| 2.1.1 基底的制备 |
| 2.1.2 电极的制备 |
| 2.1.3 Sol-gel缓冲层制备 |
| 2.1.4 磁控溅射法沉积PZT薄膜 |
| 2.2 PZT薄膜性能表征 |
| 2.2.1 薄膜厚度测试 |
| 2.2.2 PZT薄膜晶向测试 |
| 2.2.3 PZT薄膜的微观形貌表征 |
| 2.2.4 介电性能的测试 |
| 2.2.5 铁电和漏电流性能表征 |
| 2.2.6 微执行器振动性能测试 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 底电极、缓冲层及PZT陶瓷靶材的制备 |
| 3.1 底电极、缓冲层的制备与表征 |
| 3.1.1 底电极的制备与表征 |
| 3.1.2 PZT缓冲层的制备与表征 |
| 3.2 PZT靶材的制备和测试 |
| 3.2.1 原材料和设备 |
| 3.2.2 称料和球磨 |
| 3.2.3 预烧和二次球磨 |
| 3.2.4 靶材的成型和烧结 |
| 3.2.5 PZT靶材性能测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 磁控溅射法制备和表征PZT薄膜 |
| 4.1 缓冲层Zr/Ti不同的PZT薄膜的制备与表征 |
| 4.1.1 Zr/Ti不同的PZT缓冲层的制备 |
| 4.1.2 缓冲层Zr/Ti对 PZT薄膜晶向的影响 |
| 4.1.3 缓冲层Zr/Ti对 PZT薄膜微观结构的影响 |
| 4.1.4 缓冲层Zr/Ti对 PZT薄膜介电性能的影响 |
| 4.1.5 缓冲层Zr/Ti对 PZT薄膜铁电和漏电流特性的影响 |
| 4.2 缓冲层Zr/Ti互补的PZT薄膜的制备和测试 |
| 4.2.1 缓冲层Zr/Ti互补的PZT薄膜的制备 |
| 4.2.2 薄膜的晶向测试 |
| 4.2.3 薄膜的微观形貌 |
| 4.2.4 薄膜介电性能测试 |
| 4.2.5 薄膜铁电和漏电流特性 |
| 4.3 PZT多层薄膜的制备和表征 |
| 4.3.1 PZT多层薄膜的制备 |
| 4.3.2 PZT多层薄膜的晶向表征 |
| 4.3.3 PZT多层薄膜的微观形貌测试 |
| 4.3.4 PZT多层薄膜的介电性能测试 |
| 4.3.5 PZT多层薄膜的铁电和漏电流特性测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 压电系数测量及微执行器的制备和测试 |
| 5.1 PZT薄膜横向压电系数的测量 |
| 5.2 PZT微执行器的制备和测试 |
| 5.2.1 PZT微执行器的制备 |
| 5.2.2 PZT微执行器振动性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）应用于压电微执行器的PZT薄膜改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT材料简介 |
| 1.1.1 PZT材料的发展现状 |
| 1.1.2 PZT材料的结构与性质 |
| 1.1.3 PZT材料的应用 |
| 1.2 PZT薄膜的研究现状 |
| 1.2.1 PZT薄膜的制备方法 |
| 1.2.2 PZT薄膜种子层研究进展 |
| 1.2.3 PZT薄膜掺杂改性研究进展 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 2 PZT薄膜的制备、表征及参数模拟 |
| 2.1 PZT薄膜的制备 |
| 2.1.1 PZT前驱液的配制过程 |
| 2.1.2 PZT前驱液的涂覆过程 |
| 2.1.3 PZT薄膜的热处理步骤 |
| 2.2 PZT薄膜的性能表征 |
| 2.2.1 PZT薄膜的厚度表征 |
| 2.2.2 PZT薄膜的晶向表征 |
| 2.2.3 PZT薄膜的微观形貌表征 |
| 2.2.4 PZT薄膜的介电性能表征 |
| 2.2.5 PZT薄膜的铁电和抗疲劳性能表征 |
| 2.2.6 PZT薄膜的漏电性能表征 |
| 2.2.7 PZT薄膜的振动性能表征 |
| 2.3 PZT薄膜的厚度及弹簧结构的模拟仿真 |
| 2.3.1 PZT薄膜的厚度模拟 |
| 2.3.2 弹簧结构的宽度模拟 |
| 2.3.3 弹簧结构中剩余PZT厚度模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 PbZrO_3种子层对PZT薄膜的影响 |
| 3.1 PbZrO_3种子层的制备 |
| 3.1.1 PbZrO_3种子层对PZT薄膜晶向的影响 |
| 3.1.2 PbZrO_3种子层对PZT薄膜微观形貌的影响 |
| 3.1.3 PbZrO3 种子层对PZT薄膜介电性能的影响 |
| 3.1.4 PbZrO3 种子层对PZT薄膜铁电性能的影响 |
| 3.1.5 PbZrO_3种子层对PZT薄膜抗疲劳性能的影响 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 掺杂PZT薄膜的制备与表征 |
| 4.1 PDZT薄膜的制备与表征 |
| 4.1.1 PDZT薄膜的晶向及微观结构分析 |
| 4.1.2 PDZT薄膜的铁电性能分析 |
| 4.1.3 PDZT薄膜的介电性能分析 |
| 4.1.4 PDZT薄膜的漏电性能分析 |
| 4.2 PEZT薄膜的制备与表征 |
| 4.2.1 PEZT薄膜的晶向分析 |
| 4.2.2 PEZT薄膜的介电性能分析 |
| 4.2.3 PEZT薄膜的铁电性能分析 |
| 4.2.4 PEZT薄膜的抗疲劳性能分析 |
| 4.3 掺杂改性机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 压电微执行器的制作及振动性能表征 |
| 5.1 MEMS工艺概述 |
| 5.2 压电微执行器的制作 |
| 5.3 压电微执行器振动性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）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 |
（4）择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT压电薄膜研究背景及意义 |
| 1.2 PZT压电薄膜材料性质 |
| 1.3 PZT压电薄膜研究进展 |
| 1.3.1 PZT压电薄膜底电极材料研究 |
| 1.3.2 PZT压电薄膜磁控溅射工艺研究 |
| 1.3.3 PZT压电薄膜掺杂改性与多层薄膜结构 |
| 1.3.4 PZT薄膜压电振动结构研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 PZT压电薄膜样品制备与性能表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PZT压电薄膜制备工艺 |
| 2.2.1 磁控溅射制膜工艺 |
| 2.2.2 溶胶凝胶制膜工艺 |
| 2.3 PZT压电薄膜晶向、组分与微观形貌表征 |
| 2.3.1 晶向分析(XRD) |
| 2.3.2 组分与化学分析(XPS) |
| 2.3.3 微观形貌表征(SEM、AFM) |
| 2.4 PZT压电薄膜电学性能表征方法 |
| 2.4.1 介电性能测试 |
| 2.4.2 铁电性能测试 |
| 2.4.3 压电性能测试 |
| 2.4.4 漏电性能测试 |
| 2.4.5 振动与抗疲劳性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PZT压电薄膜底电极制备工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 底电极沉积温度研究 |
| 3.2.1 底电极沉积温度对底电极微结构的影响 |
| 3.2.2 底电极沉积温度对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.3 底电极原位退火工艺研究 |
| 3.3.1 原位退火工艺对底电极微结构的影响 |
| 3.3.2 底电极原位退火工艺对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.4 Ti-Pt合金电极对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.4.1 薄膜晶向 |
| 3.4.2 薄膜微观结构与组分 |
| 3.4.3 薄膜介电与铁电性能 |
| 3.4.4 薄膜压电性能 |
| 3.4.5 薄膜漏电与抗疲劳性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 磁控溅射法制备择优取向PZT压电薄膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PZT压电薄膜性能与磁控溅射工艺关系 |
| 4.2.1 溅射气氛对薄膜性能的影响 |
| 4.2.2 溅射气压对薄膜性能的影响 |
| 4.2.3 退火温度对薄膜性能的影响 |
| 4.2.4 退火时间对薄膜性能的影响 |
| 4.2.5 原位溅射工艺制备PZT薄膜 |
| 4.3 不同Pb含量种子层的PZT压电薄膜制备与表征 |
| 4.3.1 薄膜晶向 |
| 4.3.2 薄膜微观结构与组分 |
| 4.3.3 薄膜介电与铁电性能 |
| 4.3.4 薄膜漏电与压电性能 |
| 4.4 PMN-PZT/PZT压电异质薄膜制备与表征 |
| 4.4.1 异质薄膜晶向 |
| 4.4.2 异质薄膜微观结构 |
| 4.4.3 异质薄膜介电与铁电性能 |
| 4.4.4 异质薄膜压电性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 溶胶凝胶法制备掺杂与多层PZT压电薄膜 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PEZT掺杂压电薄膜制备与表征 |
| 5.2.1 PEZT薄膜晶向 |
| 5.2.2 PEZT薄膜微观结构 |
| 5.2.3 PEZT薄膜电性能 |
| 5.3 Pb_(1-x)(La_xZr_yTi_(1-y))O_3掺杂压电薄膜制备与表征 |
| 5.3.1 PLZT薄膜晶向 |
| 5.3.2 PLZT薄膜电性能 |
| 5.3.3 PLZT薄膜抗疲劳性能 |
| 5.4 多层PZT压电薄膜制备与表征 |
| 5.4.1 薄膜晶向与微观形貌 |
| 5.4.2 薄膜组分与化学分析 |
| 5.4.3 薄膜电性能 |
| 5.4.4 薄膜抗疲劳性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 PZT压电薄膜微执行机构应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “弹簧结构”对压电复合振动板影响研究 |
| 6.2.1 “弹簧结构”压电复合振动板制作 |
| 6.2.2 振动测试与模拟 |
| 6.3 PZT/Cu/SiO_2压电复合振动板理论与实验研究 |
| 6.3.1 理论模型推导 |
| 6.3.2 振动测试实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）PZT薄膜的Pr掺杂改性研究及其在压电微执行器中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT材料概述 |
| 1.1.1 PZT材料的发展过程 |
| 1.1.2 PZT材料的结构与性质 |
| 1.2 PZT薄膜的研究现状 |
| 1.2.1 PZT薄膜的制备方法 |
| 1.2.2 PZT薄膜的改性研究进展 |
| 1.3 PZT薄膜的应用 |
| 1.4 论文的研究意义与内容 |
| 2 PZT薄膜的制备及性能表征方法 |
| 2.1 衬底的选择与制备 |
| 2.2 PZT薄膜的制备过程 |
| 2.2.1 PZT前驱体溶液的配置 |
| 2.2.2 PZT溶液的旋涂方法 |
| 2.2.3 PZT薄膜的热处理过程 |
| 2.3 PZT薄膜上电极的制备 |
| 2.3.1 光刻工艺 |
| 2.3.2 上电极沉积工艺 |
| 2.3.3 剥离工艺 |
| 2.4 PZT薄膜的性能表征方法 |
| 2.4.1 PZT薄膜的厚度表征方法 |
| 2.4.2 PZT薄膜的晶向表征方法 |
| 2.4.3 PZT薄膜的微观形貌表征方法 |
| 2.4.4 PZT薄膜的介电性能表征方法 |
| 2.4.5 PZT薄膜的铁电性能和抗疲劳性能表征方法 |
| 2.4.6 PZT薄膜的振动性能表征方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 掺杂PZT薄膜的制备和性能表征 |
| 3.1 PZT薄膜掺杂改性概述 |
| 3.2 PPZT薄膜的制备和性能表征 |
| 3.2.1 PPZT薄膜的晶向结构表征 |
| 3.2.2 PPZT薄膜的微观结构表征 |
| 3.2.3 PPZT薄膜的介电性能表征 |
| 3.2.4 PPZT薄膜的铁电性能表征 |
| 3.2.5 PPZT薄膜的抗疲劳性能表征 |
| 3.3 掺杂改性机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 底电极和PZT薄膜的图形化研究 |
| 4.1 底电极的湿法腐蚀工艺 |
| 4.2 PZT薄膜的湿法腐蚀工艺 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 压电微执行器的制作及其振动性能测试 |
| 5.1 压电微执行器的制作 |
| 5.2 压电微执行器的振动性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）铌酸钾钠基无铅铁电薄膜结构和性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 KNN基陶瓷的研究进展 |
| 1.2.1 调整相界 |
| 1.2.2 化学掺杂 |
| 1.2.3 畴工程 |
| 1.2.4 温度稳定性的提升 |
| 1.2.5 KNN基陶瓷的烧结 |
| 1.3 KNN基薄膜的研究 |
| 1.3.1 背景介绍 |
| 1.3.2 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.3 磁控溅射法 |
| 1.3.4 掺杂对KNN基薄膜的影响 |
| 1.4 自主装异质外延氧化物纳米复合膜 |
| 1.4.1 VHN薄膜生长的条件和机制 |
| 1.4.2 厚膜中的垂直应变 |
| 1.4.3 VHN结构复合膜的机遇和挑战 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 样品的制备与表征 |
| 2.1 靶材的制备 |
| 2.2 薄膜的制备 |
| 2.3 结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 薄膜界面微结构以及元素分布的表征 |
| 2.4 薄膜期间的光学特性以及电学特性的表征 |
| 2.4.1 光学特性表征 |
| 2.4.2 薄膜异质结铁电性与介电性的表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 通过自组装的方法在KNN基无铅薄膜中获得强铁电性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 靶材制备 |
| 3.2.2 薄膜制备及结构表征 |
| 3.2.3 电性能表征 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 KNNLT-CZ-M薄膜的电学测量和结构表征 |
| 3.3.2 KNNLT-CZ-M薄膜的相变行为 |
| 3.3.3 KNNLT-CZ-M薄膜的微观结构分析以及元素分析 |
| 3.3.4 KNN基外延薄膜中NC的形成及其影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 应变调控KNN基铁电薄膜的电性能和相变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 结构表征 |
| 4.3.2 室温电性能表征 |
| 4.3.3 相变行为分析 |
| 4.3.4 铁电温度稳定性的表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 中子辐照对KNN基无铅铁电薄膜性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 结构表征 |
| 5.3.2 铁电性的表征 |
| 5.3.3 漏电性的表征 |
| 5.3.4 介电性的表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 透明KNN基无铅铁电薄膜异质结的制备 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 结构表征 |
| 6.3.2 透明性的表征 |
| 6.3.3 相变行为的表征 |
| 6.3.4 温度稳定性的表征 |
| 6.3.5 薄膜表面元素价态分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 实验总结与展望 |
| 7.1 实验总结 |
| 7.2 挑战与展望 |
| 在读期间已发表的学术论文与参加的学术会议 |
| 致谢 |
（7）锆钛酸铅基薄膜的铁电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及目的和意义 |
| 1.2 铁电薄膜的发展 |
| 1.2.1 铁电薄膜制备技术的发展现状 |
| 1.2.2 PZT基薄膜的研究现状 |
| 1.3 电卡制冷器件的研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 Cu掺杂对PbTiO_3薄膜铁电性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 溶胶—凝胶法制备PbTiO_3薄膜 |
| 2.2.1 不同衬底对PbTiO_3薄膜的影响 |
| 2.2.2 不同元素的掺杂对薄膜性能的影响 |
| 2.3 溶胶—凝胶法制备Cu掺杂PbTiO_3薄膜 |
| 2.4 Cu掺杂PbTiO_3薄膜的结构及形貌研究 |
| 2.4.1 Cu掺杂对PbTiO_3薄膜结构的影响 |
| 2.4.2 PbTiO_3薄膜的形貌分析 |
| 2.4.3 PbTi_(0.98)Cu_(0.02)O_3薄膜中Cu离子的价态 |
| 2.5 Cu掺杂PbTiO_3薄膜铁电性能表征及分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 Ag掺杂PbZr_(0.53)Ti_(0.47)O_3 0-3型薄膜的制备及铁电性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备0-3型PZT复合薄膜的探究 |
| 3.3 Ag掺杂PZT(53/47)薄膜的制备 |
| 3.4 PZT(53/47)/Ag薄膜结构及形貌的表征 |
| 3.5 Ag掺杂PZT(53/47)薄膜铁电性能的研究 |
| 3.5.1 Ag掺杂对PZT(53/47)薄膜铁电性能的影响及分析 |
| 3.5.2 氧空位对PZT(53/47)/Ag薄膜铁电性能的影响 |
| 3.5.3 PZT(53/47)薄膜的漏电机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Si掺杂PbZr_(0.95)Ti_(0.05)O_3薄膜铁电及电卡特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Si掺杂PZT(95/5)薄膜的制备 |
| 4.3 Si掺杂PZT(95/5)薄膜的结构表征 |
| 4.4 Si掺杂PZT(95/5)薄膜铁电特性及电卡性能的研究与讨论 |
| 4.4.1 Si掺杂量对PZT(95/5)薄膜的铁电性能的影响 |
| 4.4.2 Si掺杂量对PZT(95/5)薄膜?T影响的分析 |
| 4.4.3 Si掺杂对PZT(95/5)薄膜电卡操作温度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）粒子辐照对锆钛酸铅薄膜电学特性的影响及其退火效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 铁电效应及铁电薄膜材料发展现状 |
| 1.2.1 铁电效应研究现状 |
| 1.2.2 铁电材料的电滞回线 |
| 1.2.3 铁电效应的产生机制 |
| 1.2.4 铁电薄膜材料发展现状 |
| 1.3 铁电薄膜的制备方法 |
| 1.3.1 溶胶-凝胶(Sol-gel)法 |
| 1.3.2 磁控溅射法 |
| 1.3.3 脉冲激光沉积法(PLD) |
| 1.3.4 金属有机化学气相沉积法(MOCVD) |
| 1.3.5 铁电薄膜制备方法比较 |
| 1.4 铁电材料的辐照损伤研究 |
| 1.4.1 空间带电粒子辐照环境 |
| 1.4.2 PZT的辐照损伤研究进展 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验原料及薄膜制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 PZT薄膜制备 |
| 2.2 电极制备 |
| 2.3 薄膜测试方法 |
| 2.3.1 物相及成分分析 |
| 2.3.2 表面形貌及薄膜厚度分析 |
| 2.3.3 电学性能测试与分析 |
| 2.4 粒子辐照试验及辐照模拟计算 |
| 2.4.1 带电粒子辐照试验设备及参数 |
| 2.4.2 辐照模拟计算 |
| 第3章 基底及退火温度对PZT薄膜结构与性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基底对PZT薄膜的影响 |
| 3.2.1 基底对PZT薄膜微观组织结构的影响 |
| 3.2.2 基底对PZT薄膜表面形貌的影响 |
| 3.2.3 基底对PZT薄膜电学性能的影响 |
| 3.3 退火温度对PZT薄膜的影响 |
| 3.3.1 退火温度对PZT薄膜微观组织结构的影响 |
| 3.3.2 退火温度对PZT薄膜表面形貌的影响 |
| 3.3.3 退火温度对PZT薄膜铁电性能的影响 |
| 3.3.4 退火温度对PZT薄膜介电性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电子辐照对PZT薄膜电学特性的影响及其演化规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电子辐照实验 |
| 4.3 电子能量对PZT铁电薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.1 低能电子辐照对PZT铁电薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.2 高能电子辐照对PZT薄膜电学性能的影响 |
| 4.4 电子辐照注量对PZT铁电薄膜电学性能的影响 |
| 4.4.1 辐照注量对PZT薄膜铁电性能的影响 |
| 4.4.2 电子辐照注量对PZT薄膜介电性能的影响 |
| 4.5 电子辐照样品的退火效应 |
| 4.5.1 退火温度对辐照样品电学性能回复的影响 |
| 4.5.2 退火气氛对辐照样品电学性能回复的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 质子辐照对PZT薄膜的电学特性影响及其演化规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 质子辐照实验 |
| 5.2.1 SRIM模拟 |
| 5.2.2 质子辐照注量设计 |
| 5.3 质子辐照对PZT薄膜电学性能的时间演化过程的影响 |
| 5.3.1 质子辐照对PZT薄膜铁电性能的时间演化过程的影响 |
| 5.3.2 质子辐照对PZT薄膜电学性能的时间演化过程的影响 |
| 5.4 质子辐照注量对PZT薄膜电学性能的影响 |
| 5.4.1 质子辐照注量对PZT薄膜铁电性能的影响 |
| 5.4.2 质子辐照注量对PZT薄膜介电性能的影响 |
| 5.5 质子辐照对PZT薄膜物相结构的影响 |
| 5.5.1 质子辐照注量对PZT薄膜物相结构的影响 |
| 5.5.2 质子辐照对PZT薄膜残余应力的影响 |
| 5.5.3 质子辐照对PZT薄膜元素价态的影响 |
| 5.6 质子辐照样品的退火效应 |
| 5.6.1 退火温度对质子辐照样品铁电性能回复的影响 |
| 5.6.2 退火温度对质子辐照样品介电性能回复的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）几种ABO3型铁电薄膜的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电材料 |
| 1.1.1 铁电材料的铁电畴和居里温度 |
| 1.1.2 铁电材料的电滞回线 |
| 1.1.3 铁电材料的研究及其发展 |
| 1.2 钙钛矿型材料 |
| 1.2.1 钙钛矿相的结构 |
| 1.2.2 钙钛矿材料中铁电性的来源 |
| 1.2.3 钙钛矿铁电薄膜材料 |
| 1.3 本论文的研究目的与内容 |
| 第二章 薄膜材料的制备与研究方法 |
| 2.1 薄膜材料的制备 |
| 2.1.1 溅射法(Sputtering) |
| 2.1.2 化学气相沉积(CVD) |
| 2.1.3 脉冲激光沉积法(PLD) |
| 2.1.4 溶胶—凝胶法(Sol-gel) |
| 2.2 测试仪器简介 |
| 2.2.1 测试仪器及型号 |
| 2.2.2 X射线衍射仪 |
| 2.2.3 场发射扫描电镜 |
| 2.2.4 原子力显微镜 |
| 2.2.5 透射电子显微镜 |
| 2.2.6 X射线光电子能谱 |
| 2.2.7 铁电测试仪 |
| 2.2.8 阻抗分析仪 |
| 2.2.9 紫外-可见光分光光度计 |
| 2.2.10 多功能振动样品磁强计 |
| 2.2.11 综合物性测量系统 |
| 第三章 锆钛酸铅薄膜的退火方式探究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料的制备与表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 锆钛酸铅薄膜的热板快速退火研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 制备过程与表征方法 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 铋、镧掺杂锆钛酸铅薄膜的制备及性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 样品制备与性质表征 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 锰掺杂铁酸铋薄膜的制备及性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验流程 |
| 6.3 结果分析与讨论 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 锰酸镧锶薄膜电极的制备及性能研究 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.3 实验结果与分析 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的主要工作 |
（10）多元系PZT压电薄膜的制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT压电材料概述 |
| 1.1.1 PZT压电材料的发展过程 |
| 1.1.2 PZT压电材料的结构与性质 |
| 1.2 PZT膜的研究现状 |
| 1.2.1 PZT薄膜底电极研究现状 |
| 1.2.2 PZT膜制备方法研究现状 |
| 1.2.3 PZT薄膜掺杂改性研究现状 |
| 1.3 PZT薄膜的应用 |
| 1.4 论文的研究意义和研究内容 |
| 2 PZT薄膜的制备与性能测试 |
| 2.1 PZT薄膜的制备 |
| 2.1.1 PZT前驱液的配制 |
| 2.1.2 PZT前驱液的旋涂工艺 |
| 2.1.3 PZT薄膜的热处理工艺 |
| 2.2 PZT测试装置的搭建 |
| 2.3 PZT薄膜性能的测试 |
| 2.3.1 PZT薄膜厚度的测试 |
| 2.3.2 PZT薄膜晶向测试 |
| 2.3.3 PZT薄膜微观形貌的测试 |
| 2.3.4 PZT薄膜介电性能的测试 |
| 2.3.5 PZT薄膜铁电性能和疲劳性能的测试 |
| 2.3.6 PZT薄膜振动性能的测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 底电极中TI原子对PZT薄膜各项性能指标的影响 |
| 3.1 TI缓冲层层位置对PZT薄膜各项性能指标的影响 |
| 3.1.1 不同Ti缓冲层位置下PZT薄膜的制备 |
| 3.1.2 不同Ti缓冲层位置PZT薄膜的晶向表征 |
| 3.1.3 不同Ti缓冲层位置PZT薄膜的介电性能表征 |
| 3.1.4 不同Ti缓冲层位置PZT薄膜的铁电性能表征 |
| 3.2 TI-PT合金电极对PZT性能的影响 |
| 3.2.1 Ti-Pt合金底电极PZT薄膜的制备 |
| 3.2.2 Ti-Pt合金底电极PZT薄膜的晶向表征 |
| 3.2.3 Ti-Pt合金底电极PZT薄膜的介电性能表征 |
| 3.2.4 Ti-Pt合金底电极PZT薄膜的铁电性能表征 |
| 3.2.5 Ti-Pt合金底电极PZT薄膜的抗疲劳性能表征 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 改性PZT薄膜的制备与表征 |
| 4.1 掺杂PCZT薄膜的制备与表征 |
| 4.1.1 PCZT薄膜的晶向表征 |
| 4.1.2 PCZT薄膜的微观结构表征 |
| 4.1.3 PCZT薄膜的介电性能表征 |
| 4.1.4 PCZT薄膜的铁电性能表征 |
| 4.1.5 PCZT薄膜的疲劳性能表征 |
| 4.2 三元系PZT( PYN-PZT)薄膜的制备与表征 |
| 4.2.1 PYN-PZT薄膜的制备 |
| 4.2.2 PYN-PZT薄膜的晶向表征 |
| 4.2.3 PYN-PZT薄膜的介电性能表征 |
| 4.2.4 PYN-PZT薄膜的铁电性能表征 |
| 4.3 探索PZT厚膜的制备与表征 |
| 4.3.1 PZT厚膜的制备 |
| 4.3.2 PZT厚膜的晶向表征 |
| 4.3.3 PZT厚膜的介电性能表征 |
| 4.3.4 PZT厚膜的铁电性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 压电微执行器的制作及其性能测试 |
| 5.1 压电微执行器的制作 |
| 5.2 压电微执行器的振动性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位论文期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
四、脉冲激光溅射及富—锆PZT薄膜的性能研究（论文参考文献）
- [1]缓冲层引导的溅射PZT薄膜的制备研究[D]. 李彪. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]应用于压电微执行器的PZT薄膜改性研究[D]. 张仁凯. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]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)
- [4]择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究[D]. 王兴. 大连理工大学, 2020(07)
- [5]PZT薄膜的Pr掺杂改性研究及其在压电微执行器中的应用[D]. 陈达. 大连理工大学, 2020(02)
- [6]铌酸钾钠基无铅铁电薄膜结构和性能的研究[D]. 徐立强. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]锆钛酸铅基薄膜的铁电性能研究[D]. 王金鑫. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [8]粒子辐照对锆钛酸铅薄膜电学特性的影响及其退火效应[D]. 姚月月. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]几种ABO3型铁电薄膜的制备与性能研究[D]. 孙凌云. 河南师范大学, 2019(07)
- [10]多元系PZT压电薄膜的制备与表征[D]. 王富安. 大连理工大学, 2019(02)