魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
稀有金属材料与工程
在衬底上溅射沉积一层金属钒膜,然后对其退火制备氧化钒薄膜.研究了原位退火热处理和后续退火热处理对氧化钒薄膜成分及其热敏性能的影响.XPS分析表明,原位380 ℃退火处理得到的氧化钒薄膜中4价态和5价态钒的比例为1.097:1,经后续退火处理后,该比例变为0.53:1;同时,原位退火处理得到的氧化钒薄膜的V/O比为1:2.24,经后续退火处理变为1:2.33.AFM分析后显示,经后续退火处理的薄膜晶粒尺寸有所增大.测试了薄膜方阻随温度的变化,结果显示,生成的薄膜具有明显的金属-半导体相变;原位退火热处理后的薄膜方阻(R)为5.46 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数(TRC)为-1.5%/℃(25 ℃);后续退火热处理后,薄膜方阻增大到231 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数升高为-2.74%/℃(25 ℃).此外,就氧化钒薄膜的成分、热敏性能与退火处理之间的关系进行了讨论.
关键词:
氧化钒薄膜
,
退火
,
薄膜成分
,
热敏性能
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
材料导报
采用直流反应磁控溅射法在不同基片上制备了80nm和1000nm厚的氧化钒薄膜.采用X射线衍射仪、原子力显微镜及扫描电镜进行了薄膜微观结构分析.结果表明,薄膜的晶化受衬底影响较大,晶化随膜厚的增加而增强.不同衬底上生长的薄膜晶粒尺寸存在较大差异,Si_3N_4/Si衬底上生长的薄膜晶粒细小,薄膜较为平坦;玻璃衬底、Si衬底和α-Al_2O_3陶瓷衬底上生长的薄膜晶粒较为粗大.随着膜厚的增加,薄膜的晶粒尺寸明显增大,不同衬底上生长的二氧化钒薄膜晶粒都具有一种独特的"纺锤"形或"棒"形.
关键词:
氧化钒薄膜
,
衬底
,
膜厚
,
微观结构
廖家轩
,
潘笑风
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
田忠
稀有金属材料与工程
用改进的溶胶-凝胶法制备铈(Ce)掺杂和非掺杂2种钛酸铝钡(Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3,BST)薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)研究薄膜的表面结构.XPS结果表明,BST薄膜的表面结构由钙钛矿结构和非钙钛矿结构组成,铈掺杂显著地减少了非钙钛矿结构.扫描电镜及原子力显微镜观察表明,掺杂BST薄膜光滑致密无裂纹.电压-电容曲线表明,掺杂BST薄膜的介电性能大幅度提高,在40V外加电压下介电调谐率达60.8%,零偏压下的介电损耗为0.0265.同时,就非钙钛矿结构的成因及Ce掺杂BST薄膜的有关改善机制进行了讨论.
关键词:
铈掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钙钛矿结构
,
介电性能
廖家轩
,
潘笑风
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
田忠
稀有金属材料与工程
用改善的溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了钛酸锶钡(Ba_0.6Sr_0.4TiO_3, BST)薄膜,研究了退火温度对薄膜晶化及介电性能的影响.X射线衍射表明,由于薄膜较薄,各温度下衍射峰强度均微弱,但呈(110)择优取向,随温度的升高峰强度逐渐增加,也出现其他晶向的衍射峰.扫描电镜和原子力显微镜表明,改善的BST薄膜表面形貌光滑致密、无裂纹、无缩孔,随温度的升高薄膜晶化增强、晶粒逐渐长大、粗糙度增加.40 V外加电压下的介电性能大幅度提高,介电调谐率大于30%,介电损耗约0.02,其中,650 ℃对应介电调谐率45.1%和介电损耗0.0187.同时,就有关结构、介电性能及退火温度的关系进行了讨论.
关键词:
改善的溶胶凝胶法
,
钛酸锶钡薄膜
,
晶化
,
介电性能
廖家轩
,
李恩求
,
田忠
,
许江
,
杨海光
稀有金属材料与工程
用中频磁控溅射制备了钛酸锶钡Ba0.6Sr0.4TiO3(简称MF-BST)薄膜,并对该薄膜进行原位晶化.XPS表明,MF-BST薄膜的表面成分Ba0.58Sr0.42Ti1.01O2.95和膜体成分Ba0.6Sr0.4TiO3接近,主要由钙钛矿结构的BST组成.AFM表明,MF-BST薄膜的表面光滑致密.XRD表明,MF-BST薄膜晶化完全,呈(111)择优.XTEM观察及XPS刻蚀表明MF-BST/Pt界面过渡层约2nm厚,含少量的TixPtyOz.MF-BST薄膜电容器具有高达1200的介电常数及低达10-9A/cm2的漏电流密度.同时,该薄膜的结构及介电性能与射频磁控溅射及非原位晶化的Ba0.6Sr0.4TiO3(简称RF-BST)薄膜进行了比较.
关键词:
中频磁控溅射
,
钛酸锶钡薄膜
,
钙钛矿结构
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
材料导报
采用直流反应磁控溅射法制备了厚度为500nm的氧化钒薄膜.采用X射线光电子能谱仪对制得的氧化钒薄膜进行了深度刻蚀分析.结果表明,随薄膜刻蚀深度的增加,薄膜内的氧钒比及钒离子价态发生了递变,当薄膜刻蚀深度小于80nm时,这一递变趋势尤为明显.认为这与氧化钒薄膜中各价态钒氧化合物的稳定性和薄膜的制备工艺密切相关.
关键词:
氧化钒薄膜
,
深度刻蚀
,
成分
,
价态
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
稀有金属材料与工程
采用直流反应磁控溅射法,在Si(100)基片表面沉积厚度为1000 nm的二氧化钒膜.利用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)分析膜的晶相和形貌,观察到二氧化钒膜的一种新的生长模式.X射线衍射分析表明生成的膜为典型的多晶二氧化钒膜,其(200)晶面衍射峰较强.扫描电镜(SEM)分析表明,随着膜厚的增加,膜表面晶粒增大,膜表面的晶粒呈现出独特的"纺锤"状或"棒"状;膜具有明显的 "柱"状生长特征,在膜厚380 nm以上时,"柱状"晶生长速率快速提高.样品的阻温特性分析表明,生成的二氧化钒膜具有典型的金属-半导体相变特征.
关键词:
二氧化钒膜
,
膜厚
,
直流磁控溅射
廖家轩
,
王洪全
,
潘笑风
,
傅向军
,
张佳
,
田忠
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00387
通过在溶胶前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮和在底电极Pt上形成界面仔晶层,对溶胶-凝胶(Sol-Gel)法进行了改进,并以此在Pt/Ti/SiO2/Si上制备了钇(Y)掺杂和非掺杂的Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了薄膜的表面结构和介电调谐性能.X射线光电子能谱表明,BST薄膜表面元素都以两种或三种化学态出现,一种对应钙钛矿结构,其余的对应非钙钛矿结构.和非掺杂相比,除了Ti2p外,Y掺杂对Ba3d、Sr3d和O1s具有明显的影响,Ba、Sr和O原子在非钙钛矿结构中的含量分别由41%、33%和51%减少到26%、29%和40%.扫描电镜和原子力显微镜表明,Y掺杂BST薄膜光滑致密、无裂纹和无缩孔.40V偏压和100kHz频率下的电压-电容曲线表明,Y掺杂提高了薄膜的介电调谐性能,调谐率大于43%、损耗0.0216及优化因子20.对Y掺杂改性机理也进行了讨论.
关键词:
钇掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
改进溶胶-凝胶法
,
表面结构
,
介电调谐性能
