研究目的
研究低成本基底对溶胶-凝胶法制备的SrTiO3和K0.5Na0.5NbO3薄膜结构及电学特性的影响，重点关注热膨胀失配诱导应力/应变如何影响介电与铁电响应。
研究成果
多晶SrTiO3和K0.5Na0.5NbO3薄膜中因热膨胀失配产生的压应力增强了面外离子位移，从而在平行板电容器结构中表现出优异的介电常数和极化性能。这证明了利用低成本溶胶-凝胶工艺和商用衬底优化电学性能的潜力，对可调谐器件和执行器等应用具有重要意义。
研究不足
本研究仅限于多晶薄膜和特定衬底类型，未涉及外延薄膜或其他衬底材料。应力效应主要源于热膨胀，未深入探究杂质或氧空位等其他因素。采用平行板电容器结构可能无法涵盖所有与器件相关的行为。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用溶胶-凝胶法制备薄膜，因其具有低成本、可扩展性和成分可控性。通过X射线衍射（XRD）进行结构分析，利用阻抗谱仪和铁电分析仪进行电学表征。
2：样品选择与数据来源：
在Al?O?/Pt、MgO/Pt基底上沉积SrTiO?（ST）薄膜，在Si/SiO?/TiO?/Pt、SrTiO?/Pt基底上沉积K?.?Na?.?NbO?（KNN）薄膜。基底选择基于热膨胀系数差异以诱导不同应力状态。
3：实验设备与材料清单：
设备包括旋涂机（Chemat Technology KW-4A）、XRD衍射仪（Philips X'Pert MPD和MRD）、扫描电镜（Hitachi SU-70和S4100）、原子力显微镜（Multimode Digital Instrument Nanoscope IIIa）、LCR表（Agilent E4980A和HP 4284A）、铁电分析仪（aixACCT TF Analyzer 1000和2000）、快速退火炉（Qualiflow Jipelec JetFirst 200）及低温系统（Displex ADP-Cryostat HC-2）。材料包括醋酸锶、四正丁氧基钛、醋酸、1,2-丙二醇、乙醇、醋酸钾、醋酸钠、五乙氧基铌、2-甲氧基乙醇及多种基底。
4：0）、原子力显微镜（Multimode Digital Instrument Nanoscope IIIa）、LCR表（Agilent E4980A和HP 4284A）、铁电分析仪（aixACCT TF Analyzer 1000和2000）、快速退火炉（Qualiflow Jipelec JetFirst 200）及低温系统（Displex ADP-Cryostat HC-2）。材料包括醋酸锶、四正丁氧基钛、醋酸、1,2-丙二醇、乙醇、醋酸钾、醋酸钠、五乙氧基铌、2-甲氧基乙醇及多种基底。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：ST薄膜前驱体溶液以4000 rpm旋涂30秒，每层300°C热解1分钟，随后900°C退火60分钟。KNN薄膜采用过量5%钾的溶液以3000 rpm旋涂30秒，每层350°C热解2分钟，通过快速退火炉750°C退火5分钟。表征包括XRD相与应变分析、SEM/SFM形貌观察，以及溅射金顶电极的电学测量。
5：数据分析方法：
应变通过XRD sin2ψ法计算，应力由杨氏模量和泊松比导出，热应力基于热膨胀系数差异计算，电学性能通过电滞回线和介电测量分析。
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