BiFeO3-基薄膜的缺陷及界面调控

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:weiba516898
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着微机电系统(MEMS)和传感器及随机存储器等行业的迅速发展,具备优异的铁电和压电性能的薄膜材料已经成为目前研究领域的热点之一。目前来说,铅系材料仍然是应用于这些领域的主体材料,但是铅系材料在制备和使用的过程中会对环境造成严重的污染问题,这一问题违背了国家可持续环保的战略方针。因此寻找一种无铅且性能优越的材料成为大势所趋。BiFeO3(BFO)薄膜因其优异的压电铁电性能受到人们的广泛关注,成为可以与铅系材料相媲美的一类无铅铁电环保材料。但是薄膜中严重的漏电问题和老化现象直接阻碍了BFO薄膜未来在器件的应用,这两大问题都与薄膜中氧空位的浓度有关。据报道,引入高价离子可以有效的抑制薄膜中氧空位的浓度,从而达到降低薄膜漏电流的作用,进一步提高薄膜的电学性能。研究者制备了Ti4+掺杂的BFO基薄膜,薄膜的漏电流的漏电流可以降低3个数量级,饱和度和矩形度也得到了明显的改善。由此看来,掺杂高价离子对提高薄膜的电学性能的作用不容小觑。如何增加高价离子的掺量更大程度的降低薄膜的漏电流已经成为高价离子掺杂铁酸铋基的重点之一。本实验中我们引入了一定量的低价离子Zn2+来降低由于Ti4+掺杂导致的局部静电场。同时,不同的电极材料对薄膜的电学性能的提高是至关重要的。选择成本低廉同时与制备工艺兼容的Al电极材料对提高薄膜的性能乃至器件应用是至关重要的。本论文采用溶胶凝胶法结合层层退火工艺制备了BFO基薄膜。主要探究了缺陷和界面对BFO基薄膜电学性能的影响。主要研究内容如下:1、制备了不同预处理温度下的BFO薄膜,确定了最优的预处理温度。在ITO/glass衬底上制备了预处理温度为225℃,250℃,275℃,300℃的BFO基薄膜,由XRD结果表明,所有的BFO基薄膜中均没有杂相的生成,其衍射峰以(012)和(110)为主,两取向晶粒竞争性生长。预处理温度为275℃的薄膜极化强度最高,这可能与薄膜的结晶性较好有关系。2、制备了不同退火温度下的Bi Fe0.86Ti0.12Zn0.02O3(BFTZO)薄膜,关于退火温度对BFTZO薄膜结构和电学性能的影响做了相关的研究。对比发现,BFTZO薄膜的结构对预处理温度表现出较强的依懒性。BFTZO薄膜的漏电流并没有随着退火温度的增加呈现完全递减的趋势,比较值得关注的在475℃退火的薄膜漏电流最小。这主要是由于薄膜中的漏电流不仅与可移动的氧空位浓度有关,还与薄膜中的晶界有关。不同退火温度下的薄膜均表现出负电场下漏电流大小明显低于正电场作用下的漏电流。这主要是由薄膜与电极界面处氧空位浓度不同导致的。3、在Al衬底上制备了Bi0.85La0.15FeO3(BLFO)薄膜和Bi0.85La0.15FeO3-La Ni O3(BLFO-LNO)薄膜,发现引入LNO过渡层可以进一步降低薄膜的漏电流,这主要是由于LNO过渡层为纳米晶结构,漏电路径对漏电流的影响较大,而晶界可能是漏电流的导通通道,通常晶粒越小,晶界就越多,漏电通道就越长,所以漏电流也就明显降低。
其他文献
研究醇电化学氧化可为直接醇类燃料电池提供理论指导。燃料电池是一种绿色能源技术,对解决目前世界面临的能源短缺和环境污染难题有重要意义。醇在酸性介质大大地限制了催化剂
近日,Nanterre商业法庭宣布:法国线上商城Vente-du-diable(简称VDD)成为法国电商巨头Pixmania的“接盘侠”。对于未来的发展方向,VDD方面表示,交易完成后,将利用品牌效应、重
污泥中含有较为丰富的有机质及氮、磷资源,如果能够回收利用这些资源,将对消除污泥造成的环境污染和解决能源、资源的可持续利用具有重要意义。本课题采用水热处理、厌氧消化和化学沉淀联用技术回收水厂污泥中的碳、氮、磷资源,为污泥的资源化利用提供技术参数。利用单因素轮换法,研究了不同水热温度、时间、固液比的条件下对污泥有机物、氮、磷溶出的影响,最终确定最佳水热处理条件;考察了经不同水热温度下对污泥厌氧产气性能
本文通过对荣华二采区10
期刊
《计算机基础》课程改革应该突出“实践性、实用性”,培养“熟练办公软、硬件操作,综合应用能力强,具有团队合作意识”的计算机应用型人才。本文以地方应用型本科铜仁学院为例,对
玻璃因其材质特性成为工业化的包装材料,符合消费者的美感要求,是不可替代的包装材料。但玻璃包装容器易细菌滋生,存在二次污染问题。此外,玻璃包装容器在抗紫外线方面也有很大的
多环芳烃作为在自然界广泛存在的持久性有机污染物(POPs),基本上在大气、水体、沉积物、土壤、植被等各种自然环境介质中均有不同程度的检出。人类也会在日常生活中通过皮肤、呼吸道、消化道等途径接触到不同来源的多环芳烃,导致皮肤癌、肺癌等疾病发病率的增加。本研究于2011年8月-9月和2012年3月-5月在庐山进行云雾水、雨水以及大气样品的采集,分析了多环芳烃的浓度水平、分布特征、沉降特征,并对人体致癌
能源和环境问题使得人们开始了可再生能源的研究,具有高效率和低污染的燃料电池因此引起了很多国家的重视。其中,阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)由于其各种突出优势而受到了广泛关注。阴离子交换膜(AEM)作为其中的关键组分之一,起着阻隔燃料和传递氢氧根离子的双重作用,其性能对燃料电池的性能有很大的影响。本文制备了几类基于季铵化聚芳醚的阴离子交换膜材料,并考察了膜的吸水及膨胀特性、离子传导率和物理化学稳定
学位
电工实习是中职机电技术应用专业的必修课程,其开设的目的在于将理论与实践有机结合,提升学生的机电技术综合水平,从而增强学生的就业竞争力,为学生之后更好的就业提供保障.
记者:董老师你好,我们杂志社已报导你单位14年了,14年来贵单位电话、手机号码及办公地址没变,众多读者对你单位项目还是很关注的,今天就众多读者关心问题特来采访请教你。董