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衬底取向控制对溅射BaTiO?薄膜电学性能的影响
摘要: 本研究探讨了BaTiO3(BTO)薄膜的底电极/衬底构型、晶体微观结构与电学性能之间的关系。这些薄膜通过射频磁控溅射法制备于(Sr0.5La0.5)CoO3(LSCO)缓冲的(110)和(111)取向SrTiO3(STO)衬底,以及SrRuO3(SRO)缓冲的(110)和(111)取向MgO(MGO)衬底上。X射线衍射结果表明:LSCO/STO衬底生长的薄膜具有高质量外延取向,而SRO/MGO衬底生长的薄膜呈现强(110)织构。通过设计电极/衬底构型来调控晶体微观结构,进而影响薄膜电学性能。采用金属/铁电体/金属模型研究其电学特性,J-V曲线显示明显的偏压不对称性,这主要源于氧空位输运状态的变化。LSCO/STO衬底生长的BTO薄膜表现出显著的介电频率色散,而SRO/MGO衬底生长的薄膜则呈现近频率无关响应。所有电学参数均受极化倾角与择优取向度显著影响:相比外延(111)取向薄膜,(110)取向外延及织构薄膜具有更高介电常数但更低的损耗角正切、自由载流子浓度、内建电压及漏电流密度。
关键词: 介电性能、电学性能、衬底取向控制、BaTiO3薄膜、射频磁控溅射
更新于2025-09-23 15:19:57
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脉冲激光沉积法制备DyMnO?的外延生长及其面内介电特性
摘要: 采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在LaAlO3(110)衬底上外延生长了钙钛矿锰氧化物DyMnO3薄膜。该薄膜呈现完美的正交晶系结晶,并与衬底良好取向匹配。通过平行板叉指电极(IDEs)测量了DyMnO3薄膜的面内介电性能随温度(80-300K)和频率(120-100kHz)的变化关系。在复介电常数和损耗角正切中可观察到明显转变,且相应峰位随测量频率升高向高温方向移动。通过阿伦尼乌斯图确定热激活介电弛豫的活化能约为0.20eV。根据复介电常数实部与虚部的关系,外延DyMnO3薄膜的面内介电性能可描述为普适介电响应(UDR)行为。
关键词: DyMnO3薄膜,正交晶系,介电性能,叉指电极
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于磷腈的离子液体的合成及其光谱、热学和介电性能:OFET应用与摩擦学行为
摘要: 合成了带有(dimethylamino)乙氧基(Pz1a–2a)和(dimethylamino)丙氧基(Pz1b–2b)链的4-氟苄基环三磷腈衍生物。通过CH3I处理使全取代环三磷腈化合物的链氮原子季铵化,得到磷腈基离子液体(PzILs),即PzIL1–PzIL4。随后与LiN(SO2CF3)2进行复分解反应制得盐类PzIL1a–PzIL4a。通过元素分析、FTIR及1H、13C{1H}和31P{1H}核磁共振技术确认了PzILs的结构。采用热重分析(TGA)描述了所有化合物的热性能。这些新合成的PzILs被用作有机场效应晶体管(OFETs)的介电层,并进行了介电特性和OFET表征。由于PzILs的高介电效应,制备的OFETs在低电压范围内工作。此外,在室温下使用AA7075圆盘试样对静止的100Cr6钢球进行滑动磨损试验,通过AA7075的体积损失确定PzILs和15W40发动机油的耐磨?;ば阅堋zIL4a获得了最低的摩擦系数(COF)和磨损损失。
关键词: 离子液体、介电性能、磷腈、有机场效应晶体管、摩擦学、合成
更新于2025-09-22 12:13:47
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氮气烧结的(Sr, Ce, Zr)TiO3复合陶瓷的光学带隙与介电异常现象
摘要: 研究了(1?x)SrTiO3-xCe0.95Zr0.05O2[(Sr,Ce,Zr)TiO3,x=0.0、0.3和0.4]陶瓷的晶化学结构、带隙-晶粒结构及介电性能。X射线衍射(XRD)显示x=0.3~0.4的样品呈立方相,但峰分裂结合Rietveld精修表明存在四方结构。研究了带隙能与Ce含量的关系,其与晶粒尺寸、激活能及八面体倾斜相关。x=0.4时带隙能因Ce0.95Zr0.05O2离子掺杂导致的八面体倾斜使导带拓宽而降低。TO2(175cm-1)模缺失而TO4(521.72cm-1)模存在被视为类弛豫介电行为的特征。ε'-T曲线与P-E回线分析证实所有样品均无铁电相迹象?;赬射线光电子能谱(XPS)和高温交流电导分析,介电异常源自Ti3+离子和电离氧空位产生的晶格缺陷与缺陷偶极子(Ti4+·e?·V··o)。
关键词: 晶体带隙结构、介电性能、氧空位
更新于2025-09-22 14:38:06
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PbTiO3-δ陶瓷的制备、结构与功能特性
摘要: 本研究采用固相反应法制备了缺氧型PbTiO3-d陶瓷。通过室温X射线衍射分析证实,经800°C/2h煅烧的样品形成了具有四方结构的纯钙钛矿相。能量色散X射线光谱分析表明,为电荷补偿而产生的氧空位使体系中氧原子占比约53%。复阻抗数据显示,均匀分布于样品内部的氧空位对总介电响应具有重要贡献。所有样品在室温下均呈现弱铁磁性,这可能归因于氧空位缺陷及表面效应。
关键词: 氧空位、能谱仪(EDX)光谱、磁性能、陶瓷、介电性能
更新于2025-09-22 20:22:01
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一种新型有机非中心对称NLO晶体——双(2-氨基苯并咪唑鎓)邻苯二甲酸盐的生长、理化性质、密度泛函理论及抗菌研究
摘要: 采用溶剂蒸发法成功生长出高透明非线性光学晶体双(2-氨基苯并咪唑)邻苯二甲酸盐(B2ABP)。通过X射线衍射研究确定了其晶格参数和晶体结构。利用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱确认了目标化合物中存在的各种官能团。核磁共振研究清晰地描绘了所生长晶体的分子结构。紫外研究表明B2ABP晶体具有宽透光范围。光致发光研究显示尖锐的发射峰。通过维氏显微硬度测试研究了晶体的机械稳定性。对生长晶体进行了腐蚀研究。在不同温度下进行了频率相关的介电性能测试。发现其二阶非线性光学效应(SHG)效率是标准KDP晶体的1.9倍。测得B2ABP的激光损伤阈值为2.2 GW/cm2。通过热重-差示扫描量热法研究了B2ABP的熔点。理论预测了其HOMO-LUMO能隙和一阶超极化率值。并测定了B2ABP的抗菌活性。
关键词: SHG(二次谐波),抗菌活性,TG-DTA(热重-差示扫描量热法),2-氨基苯并咪唑,介电性能,X射线衍射
更新于2025-09-22 20:59:39
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《AIP会议论文集》[著者 2017年第三届数学与科学进展国际研讨会(ISCPMS2017)论文集 - 印度尼西亚巴厘岛(2017年7月26-27日)] - 钙钛矿材料La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3(x = 0.1, 0.2, 0.3)的室温电学行为
摘要: 研究了La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3(LSFMO)(x=0.1、0.2、0.3)钙钛矿材料的合成与电学性能。样品采用溶胶-凝胶法及烧结工艺制备,通过X射线衍射(XRD)和X射线荧光(XRF)分析其结构特性。XRD表征显示所有样品均呈正交晶系结构(空间群Pnma),晶粒尺寸范围为40-60纳米。XRF结果表明原子比与质量比符合La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3的化学计量要求。采用阻抗谱仪结合RLC测试仪测量了室温下LSFMO的电学行为,阻抗数据以奈奎斯特图呈现。随着钼掺杂量增加,LSFMO的阻抗绝对值增大。介电研究表明:随着钼掺杂浓度提高,介电常数(ε')减小而介电损耗(tanδ)增大。
关键词: 阻抗谱、介电性能、La0.9Sr0.1Fe1-xMoxO3
更新于2025-09-22 23:48:26
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衬底偏压和温度对TiZr1?N三元氮化物薄膜结构和介电性能的影响
摘要: 过渡金属氮化物已成为一种极具前景的等离子体替代材料。本研究采用磁控共溅射法制备了TixZr1?xNy三元氮化物薄膜,并探究了偏压和温度对薄膜结构及介电性能的影响。实验结果表明:所有薄膜均呈面心立方结构,高衬底偏压与温度能显著提升薄膜中氮和钛的含量。增大衬底偏压或温度可降低薄膜从介电相向金属相转变的交叉频率ωc,且高偏压会显著影响薄膜的能量损耗。此外,通过调节偏压和温度可有效调控薄膜的等离子体品质因数——增大偏压会降低品质因数,而高温(600°C)则能显著提升品质因数。研究表明,作为等离子体替代材料的TixZr1?xNy薄膜具有优异性能,其介电特性和等离子体特性可通过大范围调节偏压与温度实现精准调控。
关键词: 偏置、温度、介电性能、薄膜、氮化物
更新于2025-09-23 02:33:44
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[2018年IEEE国际超声研讨会(IUS)- 日本神户(2018.10.22-2018.10.25)] 2018年IEEE国际超声研讨会(IUS)- 掺杂33%钪的氮化铝薄膜的高产量生产与非破坏性质子特性测绘
摘要: 采用溅射工具在100毫米蓝宝石衬底上沉积了钪含量为22%(Sc0.22Al0.78N)的氮化铝钪(ScAlN)薄膜。与纯氮化铝相比,该薄膜展现出增强的压电性能,使其在微机电系统(MEMS)应用中颇具前景。在100毫米和20毫米波长下测得介电常数和损耗角正切值分别为εr≈11.7±0.2和tanδ≈0.002±0.001。这些结果表明其在电压制造和传感器件方面具有很高的应用潜力。
关键词: 介电性能、压电性、溅射、氮化钪铝(ScAlN)、薄膜、微机电系统(MEMS)
更新于2025-09-23 09:29:56
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掺杂超支化聚乙烯-g-聚三氟乙基甲基丙烯酸酯共聚物功能化石墨烯的聚(偏氟乙烯-三氟氯乙烯)纳米复合材料具有增强的介电性能和能量密度
摘要: 聚合物薄膜电容器作为紧凑高效电力系统潜在应用的有力候选者备受关注??⒕哂杏乓旖榈缧阅芎透吣芰棵芏鹊木酆衔锬擅赘春喜牧现票阜椒?,是实现薄膜电容器储能的根本解决方案。本研究基于超支化聚乙烯接枝聚三氟甲基丙烯酸酯(HBPE-g-PTFEMA)稳定剂与石墨烯之间的CH-π非共价堆叠作用,在氯仿中实现了从天然石墨剥离并功能化石墨烯的共聚物合成。透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)形貌分析证实,所得石墨烯横向尺寸为0.2-0.6微米,厚度约4层。石墨烯X射线光电子能谱(XPS)中氟元素特征峰表明氟化共聚物已附着于纳米片表面。通过简单溶液浇铸法将少层石墨烯引入聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF-CTFE))基体,石墨烯的加入诱导α相向β相转变,使纳米复合薄膜中电活性相相对含量增加。当纳米复合材料体积分数为0.8%时,100Hz下介电常数达24.8且介电损耗低至0.06;体积分数0.1%的纳米复合材料在250MV/m电场下实现4.6J/cm3放电能量密度与62%充放电效率,这归因于高含量电活性相与界面极化的协同效应。该基于氟聚合物剥离石墨烯的纳米复合材料策略揭示了界面极化机制,在柔性薄膜电容器应用方面展现出良好前景。
关键词: 石墨烯,聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物,超支化共聚物,纳米复合材料,能量密度,介电性能
更新于2025-09-23 19:51:52