Pt/Ti/SiO<,2>/Si基片BaTiO<,3>薄膜的溶胶-凝胶制备技术及其电性能研究

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该论文的主要研究任务是利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺,在Si衬底上制备BaTiO<,3>薄膜,为考查BaTiO<,3>基质材料的相关属性对硅量子点的影响的研究工作做准备.在SiPt/Ti/SiO<,2>缓冲层的制备是该课题的一个重要的基础性的实验研究工作,包括硅片的选择,热氧化和金属材料的直流溅射,热处理工艺.实验结果表明,金属Ti、Pt膜厚度的比例与适当的热处理条件可能是SiO<,2>/Si基片制备出高质量Pt/Ti合金底电极的技术关键,而Pt/Ti合金底电极的表面光洁度及其与SiO<,2>/Si基片粘接强度直接关系到后续BaTiO<,3>薄膜的质量.论文中介绍了直流溅射的Pt/Ti底电极650℃处理30min后就可以满足该工作的要求.BaTiO<,3>薄膜采用Sol-Gel与旋涂法制备,这一问题主要涉及到的相关内容有Ba-Ti溶胶的制备,凝胶膜的制备与热处理.作者利用红外光谱分析对原料钛酸丁酯和醋酸钡,催化剂及稳定剂醋酸和乙酰丙酮在形成溶胶时的作用进行了跟踪分析,并研究了溶胶的形成机理.实验的最后阶段,初步测试了ε-f、C-V、I-V等电学性能,结果表明,在50KHz时,tgδ有最小值0.1695,此时ε为293.62.讨论了电极对"蝶形"C-V回线与I-V曲线的影响,而ε-T曲线的测试显示了BaTiO<,3>薄膜具有明显的弥散相变特性,并在理论上,从应力效应、晶粒的尺寸效应与成份起伏效应三方面对弥散相变做出了解释.
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