唐章东
,
杨传仁
,
廖家轩
,
张继华
,
冷文建
,
陈宏伟
,
符春林
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00713
用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si基体上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜, 用X射线光电子能谱(XPS)研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征. 结果表明, 常规晶化时, BST薄膜表层约3～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST, 随着温度的升高该厚度增加; 快速晶化时, 该厚度减薄至1nm内, 随着温度的升高没有明显增加. 元素的化学态分析结果表明, 非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物, 而与表面吸附的其他元素(如吸附氧)对表层结构的影响有关. GXRD和AFM表明, 致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散, 从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.
关键词:
BST
,
surface layer
,
crystallization
,
perovskite structure
,
XPS
唐章东
,
杨传仁
,
廖家轩
,
张继华
,
冷文建
,
陈宏伟
,
符春林
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.03.032
用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si基体上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征.结果表明,常规晶化时,BST薄膜表层约3～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST,随着温度的升高该厚度增加;快速晶化时,该厚度减薄至1nm内,随着温度的升高没有明显增加.元素的化学态分析结果表明,非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物,而与表面吸附的其他元素(如吸附氧)对表层结构的影响有关.GXRD和AFM表明,致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散,从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.
关键词:
BST
,
表层
,
晶化
,
钙钛矿结构
,
XPS
潘笑风
,
廖家轩
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
魏雄邦
稀有金属材料与工程
用改进溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si上制备了钇(Y)掺杂Ba_0.6Sr_0.4TiO_3 (BST)薄膜,研究了Y掺杂对BST薄膜表面结构和介电性能的影响.XPS结果表明,Y掺杂有利于薄膜钙钛矿结构的形成,但对氧空位没有明显的抑制作用.SEM和AFM结果表明,Y掺杂能缓解薄膜应力、减少薄膜裂纹、细化晶粒,进而改善薄膜的表面结构.在进行Y掺杂后,薄膜的介电性能得到明显提高,40 V外加电压下的介电调谐率大于40%及零偏压下介电损耗为0.0210,优化因子大于20.
关键词:
掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钇
,
溶胶-凝胶法
,
介电性能
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
稀有金属材料与工程
在衬底上溅射沉积一层金属钒膜,然后对其退火制备氧化钒薄膜.研究了原位退火热处理和后续退火热处理对氧化钒薄膜成分及其热敏性能的影响.XPS分析表明,原位380 ℃退火处理得到的氧化钒薄膜中4价态和5价态钒的比例为1.097:1,经后续退火处理后,该比例变为0.53:1;同时,原位退火处理得到的氧化钒薄膜的V/O比为1:2.24,经后续退火处理变为1:2.33.AFM分析后显示,经后续退火处理的薄膜晶粒尺寸有所增大.测试了薄膜方阻随温度的变化,结果显示,生成的薄膜具有明显的金属-半导体相变;原位退火热处理后的薄膜方阻(R)为5.46 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数(TRC)为-1.5%/℃(25 ℃);后续退火热处理后,薄膜方阻增大到231 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数升高为-2.74%/℃(25 ℃).此外,就氧化钒薄膜的成分、热敏性能与退火处理之间的关系进行了讨论.
关键词:
氧化钒薄膜
,
退火
,
薄膜成分
,
热敏性能
廖家轩
,
魏雄邦
,
潘笑风
,
张佳
,
傅向军
,
王洪全
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1007.2009.00962
用溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3, BST)薄膜：常规的四层薄膜, 在逐层制备过程中，对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment, PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理（称为交替中间热处理(Alternate-preheat-treatment, APT)）的八层薄膜. 用XPS研究薄膜表面成分化学态, 用SEM和AFM观察表面形貌及晶化, 并进行了介电性能测试. 结果表明, 常规薄膜介电性能差; 经PT, 薄膜裂纹和缩孔显著减少，形貌明显改善，表面非钙钛矿结构显著减少, 介电性能明显提高; 经APT, 薄膜形貌进一步改善，平均晶粒大小约30nm，非钙钛矿结构进一步减少, 介电损耗明显降低，介电稳定性和介电强度大幅度提高. APT为制备退火温度低及结构均匀致密的纳米晶BST薄膜提供了新方法, 可满足低频实用要求. 退火温度对薄膜厚度的影响也进行了讨论.
关键词:
中间热处理
,
alternate-preheat-treatment
,
barium strontium titanate film
,
dielectric properties
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
材料导报
采用直流反应磁控溅射法在不同基片上制备了80nm和1000nm厚的氧化钒薄膜.采用X射线衍射仪、原子力显微镜及扫描电镜进行了薄膜微观结构分析.结果表明,薄膜的晶化受衬底影响较大,晶化随膜厚的增加而增强.不同衬底上生长的薄膜晶粒尺寸存在较大差异,Si_3N_4/Si衬底上生长的薄膜晶粒细小,薄膜较为平坦;玻璃衬底、Si衬底和α-Al_2O_3陶瓷衬底上生长的薄膜晶粒较为粗大.随着膜厚的增加,薄膜的晶粒尺寸明显增大,不同衬底上生长的二氧化钒薄膜晶粒都具有一种独特的"纺锤"形或"棒"形.
关键词:
氧化钒薄膜
,
衬底
,
膜厚
,
微观结构
廖家轩
,
潘笑风
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
田忠
稀有金属材料与工程
用改进的溶胶-凝胶法制备铈(Ce)掺杂和非掺杂2种钛酸铝钡(Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3,BST)薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)研究薄膜的表面结构.XPS结果表明,BST薄膜的表面结构由钙钛矿结构和非钙钛矿结构组成,铈掺杂显著地减少了非钙钛矿结构.扫描电镜及原子力显微镜观察表明,掺杂BST薄膜光滑致密无裂纹.电压-电容曲线表明,掺杂BST薄膜的介电性能大幅度提高,在40V外加电压下介电调谐率达60.8%,零偏压下的介电损耗为0.0265.同时,就非钙钛矿结构的成因及Ce掺杂BST薄膜的有关改善机制进行了讨论.
关键词:
铈掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钙钛矿结构
,
介电性能
傅向军
,
廖家轩
,
张佳
,
潘笑风
,
王洪全
,
魏雄邦
稀有金属材料与工程
用改善的溶胶凝胶法制备铈掺杂钛酸锶钡(Ba_0.6Sr_0.4TiO_3, BST)薄膜,研究其结构与介电性能.X射线光电子能谱表明,铈掺杂显著地减少了薄膜表面非钙钛矿结构.但是,由于掺杂薄膜较薄且掺杂量小,X射线衍射结果未见明显变化.原子力显微镜结果表明,掺杂BST薄膜表面光滑致密.掺杂BST薄膜的介电性能大幅度提高,在40 V外加电压下介电调谐率达60.8%,零偏压下的介电损耗为0.0265.同时,就有关结构及介电性能改善的机制进行了讨论.
关键词:
铈掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钙钛矿结构
,
介电性能
张宝
,
廖家轩
,
王滨
,
徐从玉
人工晶体学报
用改进的溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备6层钇(Y)掺杂浓度分别为1％/1.1％/1.2％/1.3％/1.4％/1.5％的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-1.5YBST)和掺杂浓度分别为1％/1.3％/1.6％/1.9％/2.2％/2.5％的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-2.5YBST),研究掺杂浓度梯度对薄膜结构及介电性能的影响.X射线衍射(XRD)表明,两薄膜主要沿(110)晶面生长,为立方钙钛矿结构,比6层Y掺杂浓度均为1％的BST薄膜(YBST)的衍射峰强度及晶化减弱,但掺杂浓度梯度较大的1-2.5YBST对应的衍射强度和晶化较强.原子力显微镜(AFM)表明,1-2.5YBST具有更光滑的形貌.两薄膜比YBST具有高的电容、低的介电损耗、高的调谐率,而1-2.5YBST具有更优异的综合介电性能:零偏压下的电容为17.45 pF(介电常数127)、介电损耗为0.82％及最大调谐率为34.6％、优质因子为42.
关键词:
掺杂浓度梯度
,
钛酸锶钡薄膜
,
溶胶-凝胶法
,
介电性能
廖家轩
,
潘笑风
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
田忠
稀有金属材料与工程
用改善的溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了钛酸锶钡(Ba_0.6Sr_0.4TiO_3, BST)薄膜,研究了退火温度对薄膜晶化及介电性能的影响.X射线衍射表明,由于薄膜较薄,各温度下衍射峰强度均微弱,但呈(110)择优取向,随温度的升高峰强度逐渐增加,也出现其他晶向的衍射峰.扫描电镜和原子力显微镜表明,改善的BST薄膜表面形貌光滑致密、无裂纹、无缩孔,随温度的升高薄膜晶化增强、晶粒逐渐长大、粗糙度增加.40 V外加电压下的介电性能大幅度提高,介电调谐率大于30%,介电损耗约0.02,其中,650 ℃对应介电调谐率45.1%和介电损耗0.0187.同时,就有关结构、介电性能及退火温度的关系进行了讨论.
关键词:
改善的溶胶凝胶法
,
钛酸锶钡薄膜
,
晶化
,
介电性能
