溶胶-凝胶法制备PLZT薄膜的研究

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锆钛酸铅镧(Pb1-xLax(ZryTi1-y)O3,PLZT)材料具有介电常数大、电光系数高且与现有的集成工艺相兼容等特点。目前PLZT是集成光学领域的研究热点,在制作全光通信网络和光通信器件的应用上有着很好的前景。与传统的电光材料相比,PLZT材料可以应用于研制高质量的电光开关、电光调制器等光波导器件,在集成光学领域具有很大的潜力。但是目前在制备PLZT薄膜上并没有统一成熟的方法,对于PLZT薄膜制备的研究具有非常重要的应用价值。  本文采用溶胶,凝胶法制备PLZT薄膜,并在此基础上研究了各种工艺参数的影响,改善了PLZT薄膜的表面形态,增加了PLZT薄膜的厚度。通过一整套化学流程,制备出澄清透明的PLZT溶胶。然后,通过加入乙酰丙酮作为螯合剂,经过150℃和650℃两步热处理后,成功制备出了表面状况良好的PLZT薄膜。最后,通过更换基板和添加剂的比例,成功制备出了多层的PLZT厚膜,使得其厚度达到了2.6μm,满足通光所需要的标准。  通过光学透过率测试发现,所制得的PLZT溶胶以及薄膜的光学透过性能良好,在所需的1550 nm波段透过率均达到要求。通过对PLZT粉末的XRD分析确定了其物相的正确性,通过对PLZT薄膜的XRD分析研究了其晶体结构和生长取向,发现其在100方向的择优生长性能良好。  为了保证通光的可靠性,对PLZT薄膜热处理中的开裂现象进行了深入研究。通过加入定量的曲拉通X-100,成功的制备出表面无裂纹的PLZT厚膜。本文还对薄膜的开裂原因和防开裂机制做出了解释。  本文最后还研究了PZT薄膜的制备,通过溶胶-凝胶法成功制备出澄清透明的PZT溶胶,并对PZT薄膜的光学性质和晶体结构作了分析,为光开关的制作打下基础。
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