余寒峰
,
曾华荣
,
初瑞清
,
李国荣
,
殷庆瑞
功能材料
用溶胶-凝胶的方法制得(111)取向的PZT铁电薄膜,并喷涂于Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式纳米级分辨率地观察到了几乎等间距或中间间距大于两侧的条状畴结构.这主要与晶粒和衬底间的应力应变有关.从这畴结构我们提出铁电畴形核和生长速率模型.其基本过程如下:(1)由于薄膜和底电极间周期性的结构和成分起伏,致使畴结构在此相连处形核.(2)铁电畴横向生长至相临畴相遇,纵向生长至薄膜上表面.(3)在随后的过程中,由于单个畴间的能量差异致使横向生长再次启动.这些过程是连续的,难以正确的区分.
关键词:
PZT薄膜
,
扫描力显微镜(SFM)
,
压电响应模式
,
铁电畴
,
形核和生长模型
陈菊芳
,
刘常升
,
陈岁元
,
张滨
,
尚丽娟
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2002.02.001
综述了PZT薄膜的制备方法,从电极、微观结构和化学成分、生长方向、多层膜结构以及机械应力对性能的影响五个方面介绍了PZT薄膜的研究进展.提出了PZT薄膜存在的主要问题和发展方向.
关键词:
压电性
,
钙钛矿结构
,
热电性
,
烧绿石
,
外延生长
,
PZT薄膜
邱成军
,
刘红梅
,
张辉军
,
赵全亮
,
孟丽娜
,
曹茂盛
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.08.006
采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的V型阀微驱动器.针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时详细探讨了硅各向异性刻蚀微驱动器的关键部件驱动腔、单向阀的工艺,解决了集成制作的V型阀微驱动器的关键工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征.研究结果表明,采用MEMS与IC技术结合的方法成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀.在V型阀微驱动器整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足低功耗、小型化和批量生产的要求.
关键词:
PZT薄膜
,
溶胶-凝胶法
,
各向异性刻蚀
,
微驱动器
,
MEMS
孙秋
,
王福平
,
姜兆华
稀有金属材料与工程
采用溶胶-凝胶技术制备稀土Gd掺杂的PZT(PGZT)前驱体溶胶.以(111)Pt/Ti/SiO2/Si(100)为衬底,采用旋涂法和快速热处理技术制备PGZT薄膜.X射线衍射(XRD)分析结果表明,450℃预烧,650℃快速热处理得到(100)择优取向的薄膜.用扫描电镜(SEM)对稀土Gd不同掺入量薄膜的表面形貌进行分析,薄膜的表面平整,无裂纹;用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面的粗糙度进行分析.PGZT薄膜铁电性能测试结果表明,1%(摩尔分数,下同)Gd-PZT薄膜的剩余极化强度(2Pr)为46.373μC/cm2,经1010次极化循环后,剩余极化值减小45%;当Gd掺入量大于1%时,薄膜的剩余极化强度减小.对稀土Gd3+掺杂改性机理进行初步分析,可能是由于稀土掺入量小于1%时,稀土起施主掺杂剂作用,而施主掺杂可以明显改善PZT的疲劳特性;当稀土掺入量大于1%时,稀土起受主掺杂剂作用.
关键词:
稀土掺杂
,
PZT薄膜
,
溶胶-凝胶
,
微观结构
,
铁电性能
邱成军
,
曲伟
,
刘红梅
,
赵全亮
,
卜丹
,
曹茂盛
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.06.009
采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备技术制作了Pb(Zr,Ti)O3(PZT)压电薄膜,并以PZT薄膜为驱动制作了微泵.采用了V型微阀的微泵主要利用PZT的压电效应.针对微泵的关键结构--复合驱动膜,探索了一种Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时探讨并解决了硅各向异性刻蚀微泵的微驱动腔、单向阀的工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征.研究结果表明,采用MEMS技术成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀.在V型阀微泵整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足功耗低、小型化和批量生产的要求.
关键词:
PZT薄膜
,
溶胶-凝胶法
,
各向异性刻蚀
,
微泵
,
MEMS
贺婷
,
丑修建
,
王二伟
,
甄国涌
,
张文栋
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.022
根据当前物联网以及无线传感网络的需求,以MEMS技术为依托,结合压电效应,提出了一种单悬臂梁阵列式压电式能量采集器。在分析压电能量采集器结构力学特性的基础上,详细介绍了两种不同尺寸微结构的设计、加工和测试。采用 ANSYS 软件仿真,得出两种微结构的谐振频率分别为3．9和4 kHz；利用溶胶-凝胶法制备出15和20层的 PZT 压电功能薄膜,电镜扫描其厚度分别为1849,2667 nm,AFM对比表面形貌其粗糙度分别为1．8和2．11 nm,后者致密更好,颗粒较小,相变温度相对比较高。
关键词:
振动能量采集
,
压电效应
,
MEMS
,
ANSYS
,
PZT薄膜
杜文娟
,
陆维
,
郑萍
,
孟中岩
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.03.003
采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺分别在Pt/Ti/SiO2/Si和LNO/Si电极上制备Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电薄膜.研究了不同电极材料对PZT铁电薄膜的微结构及电性能的影响.(100)择优取向的PZT/LNO薄膜的介电性能和铁电性能较(111)/(100)取向的PZT/Pt薄膜略有下降,但在抗疲劳特性和漏电流特性方面都有了很大提高.PZT/LNO薄膜1010次极化反转后剩余极化几乎保持未变,直至1012次反转后,剩余极化仅下降了17%.
关键词:
PZT薄膜
,
LNO电极
,
电性能
,
疲劳
,
Pt电极
孙秋
,
魏兆冬
,
王福平
,
姜兆华
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00872
采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出高度(100)择优取向的Gd掺杂PZT薄膜(简写为PGZT); 介电测试结果表明, 1mol%Gd掺杂的PZT薄膜介电常数最大, 2mol%Gd掺杂PZT薄膜与未掺杂薄膜的介电常数相差不大, Gd掺入量>2mol%时, 薄膜的介电常数下降; 薄膜的不可逆极化值呈现与介电常数相同的变化趋势, 而可逆极化值变化较小. 在弱电场下(低于矫顽场Ec), 用瑞利定律分析薄膜介电常数随电场强度的变化规律, 1mol%Gd掺杂的薄膜瑞利系数α最大, 说明薄膜中缺陷的浓度最低. 1mol%Gd掺杂的薄膜介电和铁电性能的改善与Gd3+在PZT晶格中的占位情况有关.
关键词:
PZT薄膜
,
rare-earth doping
,
dielectric properties
,
polarization
杨帆
,
费维栋
稀有金属材料与工程
利用溶胶凝胶工艺在Pt电极上沉积了PZT薄膜,选用传统退火及其快速退火工艺制备两种Pt基底(CTA-Pt和RTA-Pt),并采用X射线衍射广角及其ù扫描技术分别研究了Pt电极退火工艺对溶胶凝胶PZT结构及其织构演化的影响.研究结果显示:在传统退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜为(111)择优取向,而在快速退火工艺制备Pt电极上沉积的薄膜表现为(100)织构;分析表明PZT薄膜的织构演化可能与Pt电极在不同退火工艺下的内应力差异有关.
关键词:
PZT薄膜
,
织构
,
X射线衍射
,
Pt电极
程晋荣
,
罗来青
,
孟中岩
功能材料
采用改进的溶胶一凝胶技术,在Pt/Ti/TiO2/SiO2/Si(100)基片上制备了压电PZT薄膜,用XRD和APM技术分析了不同热处理工艺条件下PZT薄膜的微观形貌变化及相结构演化,系统测试了PZT薄膜的铁电性能.工艺-结构-性能研究结果表明:快速热处理工艺(RTA)有利于PZT薄膜保持较低的漏电流密度,热处理温度是影响晶粒大小的主要因素,而保温时间则对PZT薄膜的致密性、晶粒均匀度和晶界结合状态以及PZT薄膜的铁电性能有明显影响.在优化热处理条件下,PZT薄膜的剩余极化值(Pr)可达27μC/cm2,漏电流密度为10-7A/cm2.
关键词:
溶胶-凝胶
,
快速热处理
,
PZT薄膜
,
铁电性能
