鐵酸鉍及復合鐵電材料

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  元素摻雜改性 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 18
第2章  實驗設(shè)計及性能表征
2.1  實驗所需原料 26
2.2  實驗設(shè)備及測試儀器 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  化合價分析 33
2.4.5  原子力顯微鏡、壓電力顯微鏡 33
2.5  性能測試方法 34
2.5.1  介電性能測試 34
2.5.2  鐵電性能測試 35
2.5.3  磁性測試 36
參考文獻 36
第3章  摻雜對BFO薄膜性能的影響
3.1  退火溫度對BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 37
3.1.1  退火溫度對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 38
3.1.2  退火溫度對BFO薄膜微觀形貌的影響 39
3.1.3  退火溫度對BFO薄膜鐵電性能的影響 41
3.2  Bi過量對BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 42
3.2.1  Bi過量對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 42
3.2.2  Bi過量對BFO薄膜微觀形貌的影響 44
3.2.3  Bi過量對BFO薄膜漏電性能的影響及漏電機制分析 45
3.2.4  Bi過量對BFO薄膜鐵電性能的影響 47
3.3  Zn摻量對BFO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響 49
3.3.1  Zn摻量對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 49
3.3.2  Zn摻量對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BFO薄膜鐵電性能的影響 53
3.3.5  Zn摻量對BFO薄膜漏電性能的影響 54
3.3.6  Zn摻量對BFO薄膜漏電機制的影響 55
3.3.7  Zn摻量對BFO薄膜介電性能的影響 58
3.4  退火氣氛對BFZO薄膜結(jié)構(gòu)和電性能的影響 58
3.4.1  退火氣氛對BFZO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 59
3.4.2  退火氣氛對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BFZO薄膜漏電性能的影響 62
3.4.5  退火氣氛對BFZO薄膜漏電機制的影響 63
3.4.6  退火氣氛對BFZO薄膜介電性能的影響 64
3.4.7  退火氣氛對BFZO薄膜性能老化的影響 65
3.5  Mn摻雜對BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 68
3.5.1  Mn摻雜對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 69
3.5.2  Mn摻雜對BFO薄膜微觀形貌的影響 71
3.5.3  Mn摻雜對BFO薄膜漏電特性的影響 71
3.5.4  Mn摻雜對BFO薄膜鐵電性能的影響 73
3.6  前驅(qū)液濃度對BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 75
3.6.1  前驅(qū)液濃度對BFMO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 75
3.6.2  前驅(qū)液濃度對BFMO薄膜表面形貌的影響 76
3.6.3  前驅(qū)液濃度對BFMO薄膜鐵電性能的影響 77
3.6.4  前驅(qū)液濃度對BFMO薄膜漏電性能的影響 78
3.7  Sr摻雜對BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 79
3.7.1  Sr摻量對BFMO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 80
3.7.2  Sr摻量對BFMO薄膜鐵電特性的影響 81
3.7.3  退火溫度對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BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 89
3.8.1  Cu、Zn、Mn共摻雜對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 89
3.8.2  Cu、Zn、Mn共摻雜對BFO薄膜漏電性能的影響 90
3.8.3  Cu、Zn、Mn共摻雜對BFO薄膜鐵電性能的影響 91
3.9  Mn、Ti共摻雜對BFO薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響 92
3.9.1  Mn、Ti共摻雜對BFO薄膜晶體結(jié)構(gòu)的影響 92
3.9.2  Mn、Ti共摻雜對BFO薄膜微觀形貌的影響 93
3.9.3  Mn、Ti共摻雜對BFO薄膜漏電特性的影響 94
3.9.4  Mn、Ti共摻雜對BFO薄膜鐵電性能的影響 95
3.10  本章小結(jié) 97
參考文獻 100
第4章  雙層復合薄膜的性能研究
4.1  SBT過渡層厚度對BFO/SBT雙層復合薄膜性能的影響 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BFMO/SBT雙層復合薄膜性能的影響 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 134
第5章  BFO-SBTi復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率研究 164
5.5  本章小結(jié) 168
參考文獻 169