【摘 要】
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锆钛酸铅( Pb(ZrxTi1-x)O3,PZT)薄膜材料作为重要的压电铁电薄膜材料,许多研究者对它进行了长期的研究工作.目前对PZT 薄膜的研究主要集中在准同型相界(x=0.52)区域,但是
【机 构】
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中国地质大学(武汉)材料与化学学院,湖北武汉430074
【出 处】
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第十四届全国电介质物理、材料与应用学术会议
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锆钛酸铅( Pb(ZrxTi1-x)O3,PZT)薄膜材料作为重要的压电铁电薄膜材料,许多研究者对它进行了长期的研究工作.目前对PZT 薄膜的研究主要集中在准同型相界(x=0.52)区域,但是从PZT 相图可知,PZT材料随着组成的改变,能够产生丰富的相结构和不同的性能,但是有关系统的研究PZT 薄膜的报道很少,所以有必要对不同组成的PZT 薄膜进行系统的研究,探讨组成-结构-性能之间的规律.组合法是用有限种类的实验原料,快速地合成大量结构和性能相似的化合物,进行择优挑选.合成和筛选效率大幅提高,在新材料研发中比传统方法更具有优势.实验采用硝酸锆替代传统方法中昂贵的锆醇盐,在室温和无蒸馏回流的条件下,快速制备了用于组合合成的前驱溶液PT 溶液(Pb 和Ti 的金属有机物溶液)和PZ 溶液(Pb 和Zr 的金属有机物溶液),仅用这两种溶液进行不同的组合,在Pt/Ti/SiO2/Si 衬底上制备出各种不同组成的Pb(ZrxTil-x)O3 薄膜.XRD 分析表明,薄膜具有钙钛矿结构,择优取向为(111),晶格参数变化规律与传统方法制备的PZT 薄膜的结果一致.XPS 测试薄膜成分结果证实薄膜成分基本符合理论值,SEM 结果显示薄膜界面清晰,与基片接触良好,厚度在400nm 左右.电滞回线的测试表明,富钛区的样品剩余极化与矫顽场都较大；近准同型相界附近样品具有良好的铁电性,具有较大的剩余极化与较小的矫顽场；富锆区样品剩余极化与矫顽场较小,出现反铁电特征；薄膜的性能与传统方法制备的薄膜性能相当.组合法在保证薄膜质量的同时,能够有效提高实验效率,为PZT 薄膜的系统研究提供了简单快捷的方法,并且这种方法可以推广到其它材料体系的研究.
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