溶胶-凝胶法制备Au-BaTiO3纳米复合薄膜及其介电性能

无机材料学报, 2015, 30(2): 207-213. doi: 10.15541/jim20140271

溶胶-凝胶法制备Au-BaTiO3纳米复合薄膜及其介电性能

武英杰 ^1, , 王海玲 ^2, , 宁兴坤 ^3, , 王占杰 ^4, , 王强 ^5,

1.东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室,沈阳110016

2.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室,沈阳110016

3.中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室,沈阳110016

4.东北大学材料与冶金学院,沈阳110819;中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室,沈阳110016;东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,沈阳110819

5.东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室,沈阳110819

基金项目: 国家自然科学基金(51172238) National Natural Science Foundation of China (51172238)

关键词： BaTiO3 , 纳米复合薄膜 , 溶胶-凝胶法 , 介电性能 , 结晶化

Dielectric Properties ofAu-BaTiO3 Nanocomposite Films Prepared by Sol-Gel Method

Keywords： BaTiO3 , nanocomposite thin films , Sol-Gel method , dielectric property , crystallization

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基板上制备了Au-BaTiO3纳米复合薄膜,并且对其晶体结构、微观组织和介电性能进行了研究.结果表明,Au在复合薄膜中以直径为5～22 nm的Au纳米粒子弥散地分布在BaTiO3基体中.Au的添加量对复合薄膜的介电性能和表面形貌有很大影响,其最佳添加量约为5mo1％.复合薄膜经过550℃的低温退火已经完全结晶为钙钛矿相,其介电常数与700℃退火的纯BaTiO3薄膜的相当.在Au-BaTiO3复合薄膜的结晶过程中,一方面,Au纳米粒子可能促进了中间相的分解;另一方面,Au纳米粒子诱发了钙钛矿相的异质形核,促进了BaTiO3的结晶化.因此,Au纳米粒子大幅度地降低了复合薄膜的退火温度,并显著提高了复合薄膜的介电性能.

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