Pt-Pb(Zr 0.52 Ti 0.48 )O 3 纳米复合薄膜的制备及其电学性能

发布时间：2024-03-25 19:09

　　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(Zr_0.52Ti_0.48)O₃复合制备Pt-Pb(Zr_0.52Ti_0.48)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著提高。通过在四种不同的退火温度下对非晶...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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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-xTi_xO₃(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_0.52Ti_0.48)O₃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_0.52Ti_0.48)O₃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_0.52Ti_0.48)O₃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



本文编号：3938745