一、SrBi_2Ta_2O_9(SBT)铁电陶瓷的制备及性能（论文文献综述）
黄蒙蒙[1]（2020）在《Pt负载SrBi2Ta2O9催化剂的制备及其氧化甲醛性能研究》文中提出甲醛（HCHO）是常见的室内挥发性有机污染物（VOCs）,长时间暴露在甲醛气体中会严重危害人体健康。因此,高效催化剂的开发对去除室内甲醛至关重要。Pt基低温催化剂在HCHO催化氧化反应中具有低能耗、高活性与稳定性的特点备受关注。本文通过制备高效的Pt基催化剂进行低温催化氧化甲醛活性和稳定性的研究。本文主要内容如下。（1）Pt负载的SrBi2Ta2O9（SBT）催化剂催化氧化甲醛采用光还原法在SrBi2Ta2O9基底上负载分布均匀的Pt纳米颗粒（NPs）,用于低温催化氧化甲醛,铂的实际百分含量分别为0.44%、0.9%、1.5%和1.63%。催化剂活性测试结果表明,Pt含量为1.5%的1.5%-Pt/SBT催化剂催化氧化甲醛的性能最佳。然后,将1.5%-Pt/SBT样品在空气中进行煅烧,XPS表征表明煅烧前样品中Pt纳米粒子的价态组成为Pt0与Pt4+,煅烧之后有部分Pt0原子转化为了 Pt2+。HRTEM测试表明煅烧前后的样品上的Pt纳米粒子平均粒径均为2 nm左右。性能测试表明在400℃条件下煅烧的1.5%-Pt/SBT-400样品催化氧化甲醛活性最佳。利用原位傅里叶变换红外光谱法对HCHO在1.5%-Pt/SBT-400样品上转化为CO2（g）的反应过程进行研究发现,HCHO首先转化为CO32-并吸附在Pt0活性位点上,然后邻近的Pt2+作为CO32-分解活性位点将CO32-转化为CO2（g）。反应过程中Pt2+避免了催化剂的O32-中毒现象。Pt0与Pt2+在反应过程中分别驱动不同的反应步骤,实现了串联催化效果。因此,本文制备的1.5%-Pt/SBT-400为串联型甲醛氧化催化剂。稳定性测试中,1.5%-Pt/SBT样品在680 min的降解甲醛实验后,催化活性仍未出现明显的下降,相比之下,无Pt2+的1.5%-Pt/SBT催化剂对HCHO的催化氧化活性仅保持了 40 min就完全消失。此外,本文制备的串联型催化剂对HCHO的降解性能优于Pt/钛白粉（TiO2）催化剂。综上所述,本文制备的串联催化剂可以有效地降解有机污染物。（2）甲醛在Bi3+-（OH）3-Pt界面的催化氧化研究认为金属-金属氢氧化物界面在催化反应中能表现出比传统的金属-基底材料界面更高的催化活性,因此,制备活性更高的金属-金属氢氧化物界面对HCHO催化剂的开发至关重要。在此,我们合成了具高活性金属-金属氢氧化物界面（Bi3+-（OH）3-Pt界面）的BiOH-Pt-SBT催化剂,并用于催化氧化甲醛。利用原位红外光谱观测催化反应过程后发现,BiOH-Pt-SBT催化剂中Bi3+-（OH）3-Pt界面其更佳的氧气活化能力使其催化氧化甲醛活性相比于只存在金属-基底材料界面的Pt-SBT催化剂有较大提升,且稳定性较好。Pt-SBT催化剂氧化甲醛的路径为:HCHO→HCOO-→CO32-→CO2,该反应路径主要发生在Pt-SBT催化剂中的Pt/SBT界面。BiOH-Pt-SBT催化剂中金属-金属氢氧化物界面的构建改变了甲醛氧化反应路径,Bi3+-（OH）3-Pt 界面驱动 的 甲醛氧化反应路径为:HCHO→HCOO-→CO→CO2。构建金属-金属氢氧化物界面用以提升催化剂催化氧化甲醛活性的方法也适用于Au-基与Ag-基贵金属催化剂。综上所示,本文在催化剂表面制备金属-金属氢氧化物界面的用以提升催化剂催化活性的方法具有一定的普适性。
宋志伟[2]（2018）在《钽酸锶铋薄膜的铁电和阻变性能及其多值存储特性》文中研究指明SrBi2Ta209（SBT）材料是一种类钙钛矿结构的铁电材料,具有优异的抗疲劳特性,且不含铅等重金属,对环境无污染;同时,SBT材料作为一种三元氧化物具有成为阻变介质的潜力,经过多次的实验探索,发现基于Pt/SBT/Pt结构的器件具有优异的双极性阻变性能。因此,基于Pt/SBT/Pt的器件同时具有铁电极化翻转特性和电阻转变特性,利用这两种转变特性可以实现多值存储。本文采用溶胶凝胶法制备SBT薄膜,通过扫描电子显微镜（SEM）,原子力显微镜（AFM）,X射线衍射仪（XRD）等设备来表征薄膜的形貌和结构,利用铁电分析仪来测试分析薄膜的铁电性能,利用半导体分析仪来测试分析薄膜的半导体性能和阻变性能。具体工作内容和成果总结如下:（1）以Pt（111）/Ti/Si02/Si为衬底,通过溶胶凝胶法制备了 SBT薄膜。通过对比实验发现:在750 °C的退火温度下所制备的SBT薄膜具有良好的铁电性能。SEM和AFM的测试结果显示SBT薄膜的厚度为280 rnm,表面光滑平整,无明显裂纹和缺陷,粗糙度大约为10nm,晶粒紧密生长,晶粒长度约为250nm。XRD测试显示SBT薄膜是沿（115）方向择优取向的多晶薄膜,薄膜与Pt（111）衬底电极之间的晶格匹配良好。（2）通过直流溅射制备出SBT薄膜的上电极,形成Pt/SBT/Pt结构,其铁电性能分析显示:在室温下,扫描电压为20 V时,SBT薄膜的剩余极化2Pr趋于饱和,达到35μC/cm2,矫顽场2Ec大约为248.5 kV/cm,同时SBT薄膜经过109次的极化翻转无明显的疲劳现象,经过104 s的测试表现出良好的保持性能。（3）Pt/SBT/Pt器件具有优良的双极性阻变性能,在限制电流Icc为0.05mA时,其操作电压VSet为11.3 V,VReret为-8.5V。Pt/SBT/Pt器件具有良好的循环耐受性,经过103次高低阻态的转变,其高低阻态之间的存储窗口始终大于103。器件在低阻态时符合欧姆导电规律,在高阻态时的导电规律与空间限制电荷导电机理（SCLC）相吻合。Pt/SBT/Pt器件的电阻转变是基于氧空位导电细丝的形成和破灭,但是其实质是氧空位的氧化还原反应。（4）Pt/SBT/Pt器件在0 V → +14 V →-14 V → 0 V的周期性扫描电压下依次经历了四种存储状态,分别为铁电极化向上和高阻态（FPU+HRS）,铁电极化向上和低阻态（FPU+LRS）,铁电极化向下和低阻态（FPD+LRS）,铁电极化向下和高阻态（FPD+HRS）,其中正向矫顽电压（Vc）、正向操作电压（Vset）、反向矫顽电压（-Vc）和反向操作电压（Vreset）为四种存储状态的分界点,即四值存储状态的切换转变电压。在Vc、-Vc处,Pt/SBT/Pt器件发生铁电极化翻转;在Vset、Vreset处,Pt/SBT/Pt器件发生阻态的转变。所以可以控制扫描电压来切换器件的存储状态,实现存储数据的写入。（5）SBT薄膜可作为栅介质应用于场效应晶体管中,通过SBT薄膜的极化翻转对场效应晶体管进行调控,实现晶体管的导通和关闭。器件的转移特性曲线都呈现出蝴蝶曲线的形状,在10 V的栅压扫描范围下存在大约7 V的存储窗口,并且存储窗口随着栅压扫描范围的缩小而缩小。
张丰庆[3]（2016）在《Sr2Bi4Ti5O18基铁电陶瓷的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理铁电材料在传感器、驱动器、超声波换能器、谐振器、非挥发性存储器、电容器等各种电子元件方面有着广泛的应用,随着科技的发展,对材料的使用条件提出了更高的要求,越来越多的电子器件在高温环境下使用,由于传统铅基材料使用温度低,驱动电压大,污染环境,目前对铁电材料的研究主要集中在铋层状钙钛矿结构材料。相比于其它铋层状钙钛矿结构材料,Sr2Bi4Ti5O18（SBT）具有较低的矫顽场、老化率低、电阻率高、温度稳定性好,但是其剩余极化强度和居里温度较低,尚不能取代目前工业上广泛使用的铅基材料。目前对SBT的研究多集中在铁电和压电性方面,而铁电和压电性的研究不能直观反映出引起材料导电和弛豫的机制,通过对其介电特性的研究,揭示缺陷和导电、弛豫及铁电性能的内在联系,这对于指导并优化铁电性能具有重要的指导意义。本论文以SBT为研究对象,研究了Ca取代对SBT铁电陶瓷性能的影响,通过对不同气氛烧结制备的Sr2Bi4Ti5O18（SBT）铁电陶瓷介电特性的研究,发现改善性能的有效方法,阐明了导电和弛豫机制及漏电机理。BiFeO3 （BFO）具有较大的漏电流,而SBT的（Bi202）2+层具有绝缘和空间电荷库的双重作用,将BFO插入SBT中形成单相多铁材料,通过对其性能的研究,探讨引起导电和漏电的机制对于指导多铁材料的设计具有重要的理论意义,为发展多铁功能器件提供了新的思路,具体研究成果如下：（1）用自蔓延烧结法制备出纳米级、分散性好的SBT和Ca2Bi4Ti5O18 （CBT）粉体,确定了SBT和CBT铁电陶瓷的最佳烧结温度,SBT铁电陶瓷显示出较高的剩余极化强度和较低的居里温度,而CBT铁电陶瓷具有较小的剩余极化强度和较高的居里温度。氧气气氛烧结SBT样品具有较高的电导激活能,主要原因是氧气气氛烧结样品中缺陷相对较少。（2）研究了Ca取代对SBT铁电陶瓷性能的影响,确定了最佳取代量,拉曼光谱分析证实了,Ca取代对（Bi202）2+层没有影响,施加电场为100kV/cm,取代量为0.15的CSBT铁电陶瓷具有最优的铁电性能,剩余极化强度2Pr=17.7μC/cm2,矫顽场强2Ec=91kV/cm,居里温度Tc=310℃,漏电流密度J=-1.1×10-6A/cm2。（3）研究了烧结气氛对CSBT铁电陶瓷性能的影响,在高温区域（180-480℃）,烧结气氛对激活能（弛豫和电导）影响较大,形成的电导和弛豫主要是由氧空位的热运动形成的；在低温区域（30-180℃）,烧结气氛对激活能的影响较小,形成的电导来源于氧空位的一级电离产生的电子,弛豫是由弱束缚电子的松弛极化形成的。CSBT-0.15陶瓷样品在0-15kV/cm符合由热激发电子主导的欧姆传导机制,在15-30 kV/cm符合氧空位主导的空间电荷限制传导机制,氮气气氛烧结样品在25-50 kV/cm符合肖特基发射传导机制。（4）Nd掺杂可以改善CSBT-0.15铁电陶瓷的铁电性能,当取代量为0.05时,显示出最优的铁电性能,随着掺杂量的增加,样品居里温度线性单调降低,介电峰逐渐变低且逐渐宽化,表现出弥散相变的特点。Bi4Ti3O12（BT）和CSBT-0.15只能形成吉布斯自由能较低的4层CSBT-4结构,而不能形成共生结构,表现出的弛豫性是由A位离子的无序分布造成的。（5）BFO作为插层插入SBT类钙钛矿层中形成复合的6层铋层状钙钛矿结构,SBTF相比于SBT具有较大的结构畸变,施加125kV/cm的电场时可得到较为饱和的电滞回线,剩余极化强度和矫顽场强分别为：2Pr=20.5μC/cm2和2Ec=128kV/cm。SBTF相当于Sr、Ti共掺杂的BFO陶瓷,可以有效的降低氧空位浓度和Fe2+含量,且SBT中的（Bi2O2）2+具有绝缘和空间电荷库的双重作用降低了漏电流密度,J=3×105-A/cm2,SBTF中的电导是由Fe2+离子热激发主导的欧姆传导机制,SBTF显示出铁磁性能2Ms=0.007emμ/g。
张发强,李永祥[4]（2014）在《铋层状结构铁电体的研究进展》文中提出铋层状结构铁电体（BLSF）作为一种类钙钛矿无铅铁电压电材料,由于其在高温、高频以及非易失性铁电随机存储器等领域具有突出的综合优势,因而受到广泛关注。本文以BLSF的综合特征为基础,对其结构设计和微结构研究中存在的问题进行了详细探讨,并重点总结了近二十年来其在性能优化和薄膜制备中取得的进展。此外,本文还对一些以铁电为背景的新的研究方向做了介绍。最后提出了BLSF在未来发展中值得关注的几个重要问题。
洪序达,王歆,刘继洪[5]（2012）在《SrBi2Ta2O9铁电陶瓷的制备及其Ca掺杂研究》文中指出采用聚合物前驱体法制备了单一铋系层状钙钛矿相SrBi2Ta2O9粉体,研究了不同烧成温度对SrBi2Ta2O9陶瓷相结构和介电、铁电性能的影响。结果表明,随着烧成温度的升高,晶粒沿c轴择优取向趋势增强;不同烧成温度下陶瓷介电常数和损耗均随频率升高而降低,1000℃时陶瓷有最大介电常数和较小的损耗,且陶瓷有较大的剩余极化值和较小的矫顽电场,分别为3.884μC/cm2和25.37kV/cm。不同Ca掺杂量掺杂后,SrBi2Ta2O9陶瓷的介电常数、损耗和剩余极化值均显着降低。
张中华[6]（2012）在《MFIS结构中铁电畴变的实验研究》文中研究指明金属/铁电薄膜/绝缘层/硅（MFIS）结构铁电场效应晶体管（FeFET）由于具有非挥发信息存储、高读写速度、高存储密度、强抗辐射能力和非破坏性读出等优点，引起了人们极大的关注。SrBi2Ta2O9（SBT）薄膜为具有抗疲劳性能好、漏电流低等优异特点的重要无铅铁电材料，HfO2薄膜为较高介电常数的绝缘层材料，并且SBT和HfO2的多层膜结构具有好的热稳定性，能够与大规模集成电路制备工艺兼容，于是Pt/SBT/HfO2/Si成为了应用于FeFET的重要MFIS结构。铁电畴变是指铁电畴在电场、力场或者力电耦合场作用下发生的翻转，它是铁电材料中各种物理过程和现象的基础，直接决定着铁电器件的性能。其中，在退极化场等作用下发生的背翻转现象会导致铁电材料和器件性能衰退。所以，对铁电材料和铁电器件中铁电畴变的研究将有着非常重要的意义。本论文首先采用脉冲激光沉积（PLD）方法制备了Pt/SBT/HfO2/Si结构，然后利用压电响应力显微镜（PFM）观测了其电畴结构及其在外加电场下的翻转行为，并研究了SBT/HfO2/Si结构在撤掉写入电场后铁电畴的演化，最后讨论了其演化机制。具体工作和结果概括如下：1. Pt/SBT/HfO2/Si结构的制备及性能表征采用PLD先后制备了SBT薄膜、HfO2薄膜和Pt/SBT/HfO2/Si结构，对所制备的样品的微观结构及电学性能进行了表征，并研究了扫描电压、HfO2薄膜厚度对Pt/SBT/HfO2/Si结构存储窗口的影响。结果表明：（1）SBT薄膜为随机取向的多晶结构，具有良好的铁电性能；（2）HfO2薄膜具有较高的介电常数和低的漏电流，与基底之间的界面比较清晰、平整；（3）Pt/SBT/HfO2/Si结构的存储窗口随扫描电压的增大先增大后下降，随HfO2薄膜厚度的增大而减小，Pt/SBT/HfO2/Si结构在扫描电压为6V、HfO2薄膜厚度为6nm时具有好的性能指标，积累态电容在8小时后仅降低了5%，存储窗口在1010次翻转后也只下降了18%。2. SBT/HfO2/Si结构中电畴结构及外电场下电畴翻转的观测利用PFM对SBT薄膜和SBT/HfO2/Si结构中的铁电畴结构进行了观测，并研究了其在外电场作用下的翻转行为。结果表明：（1）SBT薄膜和SBT/HfO2/Si结构均具有清晰的原始电畴结构；（2）在外电场作用下，SBT薄膜和SBT/HfO2/Si结构中原始电畴发生了较完全的翻转，电畴的翻转行为主要受到外电场和内建电场的共同作用；（3）SBT薄膜和SBT/HfO2/Si结构中微区的相位滞后回线表明电畴在周期外电场作用下发生180°的翻转。3. SBT/HfO2/Si结构保持性能损失过程中电畴演化的观测利用PFM观测了SBT/HfO2/Si结构撤掉写入电场后77h内电畴的演化，并讨论了其演化机制。结果表明：（1）撤掉写入电场后，SBT/HfO2/Si结构中电畴发生了背翻转现象；（2）背翻转过程分为两个阶段：撤掉写入电场后的短时间内电畴发生快速的背翻转，接下来较长的时间内电畴背翻速度非常缓慢；这主要是随时间而变化的退极化场（Ed）作用的结果；（3）背翻转电畴的定量统计分析得出SBT/HfO2/Si结构中未发生背翻转电畴面积与时间的关系为指数函数。
马君[7]（2011）在《SBT类钙钛矿结构铁电陶瓷制备与Cu单晶衬底上薄膜沉积探索》文中指出铁电薄膜及其在非挥发性铁电存储器（ferroelectric random access memory,简称FRAM）领域的应用是近年来国内外研究的热点。本研究分别从铁电材料体系和薄膜衬底的选择两个方面入手,尝试解决FRAM面临的铁电疲劳问题。研究中,以抗铁电疲劳性能突出的SrBi2Ta2O9（SBT）类钙钛矿结构铁电材料作为主要研究对象,对类钙钛矿相的合成、大尺寸靶材制备、衬底加工和铁电薄膜沉积进行了全面的探索。采用固相反应法制备了Bi2O3过量程度不同的SBT陶瓷及靶材,探讨了制备工艺及Bi2O3过量程度对SBT陶瓷结构及性能的影响。以自制的大尺寸靶材,采用射频磁控溅射法（radio frequency magnetron sputtering,简称RMP）尝试了在Cu单晶衬底上沉积SBT铁电薄膜,通过N2气氛退火的方式使其从无定形状态转变为结晶态,并对其结构和性能进行了初步探讨。研究结果表明,采用两步合成法制备类钙钛矿结构SBT时,BiTaO4前驱体和SBT粉体的最佳合成温度分别为900℃和950℃。1000℃时烧结可以得到结晶度较高的类钙钛矿结构SBT铁电陶瓷,而且随着烧结温度的升高,SBT陶瓷的致密度和c-轴取向度会逐渐提高,铁电性随之增强,但介电性则有所降低。过量Bi2O3的加入不仅会起到烧结助剂和促进SBT陶瓷中晶粒沿c-轴取向生长的作用,还可以提高SBT陶瓷的介电性,影响SBT陶瓷的铁电性。其中Bi2O3过量5mol%时,SBT陶瓷的铁电性最好。在1000℃烧结2h制得Bi2O3含量不同的类钙钛矿结构SBT陶瓷靶材,外观无明显变形,其综合性能可满足射频磁控溅射镀膜的要求。在Ar/O2气氛中沉积1.5～3h得到SBT薄膜后,在不同温度的N2气氛中退火,进行掠入射X射线衍射（grazing incidence X-ray diffraction,简称GIXRD）分析。结果表明:SBT薄膜在650℃开始结晶,780℃结晶度较好,但Cu单晶衬底出现了部分氧化现象。所制备的SBT薄膜漏电流较大,这可能是Cu原子在SBT晶界处扩散至薄膜表面后聚集,以及Cu的氧化和Bi2O3的挥发导致SBT中的空位浓度增加所致。
洪序达[8]（2011）在《聚合物前驱体法制备SrBi2Ta2O9铁电陶瓷和薄膜及其性能研究》文中认为铁电材料在存取存储器上的应用是其最重要的应用。PZT因剩余极化大,电滞回线矩形度好而成为研究最多的应用于铁电存储器的材料。PZT易造成铅污染,研究可取代PZT的无铅铁电材料意义重大。近年来,SBT因抗疲劳特性好,漏电流小,无铅污染而逐渐成为铁电存储器的首选材料。溶胶-凝胶法（Sol-Gel）具有工艺简单,成分配比精确可控等优点,成为制备SBT材料的主要方法。然而,Sol-Gel多数采用价格昂贵,极易水解的金属醇盐,其应用受到限制。寻找能够代替金属醇盐,价格便宜,性质稳定的金属化合物,改进SBT材料的Sol-Gel工艺具有重要的应用价值。本论文首先研究了稳定的水溶性钽前驱液的制备。结果表明,当草酸和钽离子摩尔比为4:1时,可制得稳定的草酸钽;而以H2O2做催化剂,当柠檬酸、H2O2和钽离子摩尔比为4:10:1时,可制得稳定的柠檬酸钽。然后分别以氟钽酸、草酸钽、柠檬酸钽做钽源,研究SBT溶胶的制备工艺。结果表明,以柠檬酸钽做钽源,当柠檬酸、乙二醇和总金属离子摩尔比为2:3:1,并且PH值为7时,可合成澄清稳定的SBT溶胶。论文通过FT-IR、TG和XRD分析,确定了排除凝胶中有机物的升温曲线以及获得铋系层状钙钛矿结构SBT的退火温度。研究了不同烧成温度制得的SBT陶瓷的介电、铁电性能,并对SBT陶瓷进行了Ca掺杂改性研究。结果表明,SBT晶粒随烧成温度升高沿c轴择优取向趋势增强,不同烧成温度下陶瓷的介电常数和损耗均随频率增加而减小,1000℃时陶瓷介电常数最大,并且损耗较小。同时,1000℃时陶瓷有较大的剩余极化值和较小的矫顽场。不同掺杂量掺杂后SBT陶瓷的介电常数、损耗和剩余极化值均显着降低,并且介电常数的频率稳定性得到改善。最后,通过XRD、SEM分析,研究溶胶浓度、工艺方法以及成膜次数对SBT薄膜的影响,确定最佳工艺条件。结果表明,溶胶浓度为0.21mol/L左右时,采用逐层晶化退火,得到的SBT薄膜表面平整,无裂纹和气孔,晶粒生长良好,并且随涂覆次数的增加薄膜晶粒沿a轴择优取向趋势增强。
赵燚[9]（2010）在《铋层状结构无铅压电陶瓷的离子取代改性研究》文中研究说明铋层状结构无铅压电陶瓷具有较高的居里温度和良好的抗疲劳性能,因此在高温压电应用及铁电存储方面具有广阔的应用前景。但是单一铋层状材料具有难以实用化的缺点,因此本文采用生成固溶体和离子取代两种方法改善材料的电学性能,系统研究了材料的结构特性与介电性能、铁电及压电性能的关系,对制备高性能且实用性的铁电材料具有一定的指导意义。本论文采用传统陶瓷制备工艺,成功制备了（SrBi2Ta2O9）x（Bi3TiTaO9）1-x陶瓷体系。该体系形成了单一正交晶系铋层状结构,随着SBT引入量的增多,晶粒逐渐增大,结晶度逐步提高,晶粒尺寸趋于一致。当x=0.6mol时,室温下的介电性能最优,此时=131.6516,tan =0.01273。SBT含量的增多使晶体中A位加权离子半径增大,同时离子极化率减小,因此居里温度随之降低（x=0.6,Tc=450℃）。首次将钙钛矿结构与铋层状结构固溶制得（BaTiO3）x（SrBi2Ta2O9）1-x（0.05≤x≤0.3）陶瓷。当x≤0.2时为单相铋层状结构,当x=0.3时形成了四方相。由扫描电镜可知,陶瓷样品形成了铋层状结构与钙钛矿结构共存的固溶体。室温下BT-SBT陶瓷的介电常数在1kHz100kHz范围内具有频率稳定性,tan维持在6.0×10-3数量级以下。BT-SBT系列陶瓷具有弥散相变和频率色散特征,同时具有较大的弥散性指数（>1.6）,具有典型弛豫型铁电体特征。随着BT含量的增加,陶瓷样品的居里温度Tc均为650℃,远高于BT（Tc=130℃）和SBT（Tc=335℃）的居里温度。当x=0.1mol时, =200,tan =0.00376,d33=12 pC/N,表现出优异的综合性能。本文还采用了离子取代的方法对铋层状结构化合物进行改性研究。选用同主族的Ba2+取代CaBi4Ti4O15中A位的Ca2+,所形成的Ca1-xBaxBi4Ti4O15体系为四层的铋层状结构,Ba2+取代减小了正交畸变程度,降低了陶瓷样品的居里温度,提高了陶瓷在室温下的介电和铁电性能,还选用同主族的K+取代Na0.5Bi4.5Ti4O15中A位的Na+,样品均形成单一相的铋层状结构,K+含量的增加,增大了晶格畸变,提了结晶度。由于烧结过程中K+容易挥发,造成反应物配比中（K,Bi）空位的增加,使居里温度不随K+含量的变化,四个样品的居里温度均为660℃。样品的介电损耗峰值在低温处出现了弛豫峰,根据Arrhenius公式拟合可知,该弛豫过程是由于氧空位的热运动引起的。
徐加焕[10]（2010）在《BiFeO3多铁性陶瓷材料的sol-gel制备与表征》文中研究表明多铁性材料,由于其同时具有铁磁有序、铁电有序或铁弹有序而且它们之间在一定温度范围内存在磁电耦合的特性,因此,它们在信息存储、自旋电子设备以及传感器等方面都颇具发展潜力,特别是在新型的四态存储器方面具有诱人的应用前景,并且此类材料中具有非常有价值的物理研究意义。在所有的单相多铁性材料中,同时具有铁电性和反铁磁性的BiFeO3材料由于具有高的铁电居里温度（TC830℃）、反铁磁尼尔温度（TN370℃）和比较高的自发极化值(100μC·cm-2)而成为首选的可以在室温下应用的磁电材料。因此,BiFeO3成为目前研究的热点材料。自从上个世纪60年代BiFeO3被发现以来,关于其结构和特性的研究报道很多,就其应用而言,仍有几个难点需要攻克。为了适应电路集成的需求,合成温度要求在一定温度以下;由于BiFeO3高温热力学不稳定性,在合成过程中,避免形成Bi25FeO39和Bi2Fe4O9第二相,单相BiFeO3的制备仍是一个挑战;BiFeO3的漏电流问题以及螺旋磁结构导致其室温宏观磁性的消失;为了未来存储器件达到更高的运算速度,目前GHz频段的性能研究显得格外重要。本文的工作正是针对上述存在的问题展开的,主要研究内容有:通过一种简单的乙二醇基溶胶凝胶法使BiFeO3合成温度降低到450℃,加入乙酰丙酮稳定剂后,合成温度进一步降低到400℃,并对其中的化学反应过程以及由干凝胶到最终完全晶化的BiFeO3进行了详细的研究,BiFeO3形成的化学方程式为Bi2O2CO3+Fe2O3 2BiFeO3+CO2。另外,溶胶凝胶法合成了BiFe1-xTaxO3粉体样品,通过控制水解聚合平衡反应,获得了均匀稳定的溶胶。BiFeO3纳米颗粒表现出明显的磁性尺寸效应,磁性随着颗粒尺寸的减小而增强,这种不同于块体材料反铁磁行为的铁磁性质主要是由于随着颗粒尺寸的减小,比表面积增大,在颗粒表面的长程反铁磁有序被破坏程度增大,表面未饱和自旋对颗粒的总磁矩的贡献增大,本征周期长度为62nm的螺旋磁结构遭到部分压制。另一个原因是在小颗粒中表面各向异性对磁行为起主要作用,表面应力各项异性可能也导致了所观察到的弱磁行为。Ta掺杂导致BiFeO3样品磁性提高了一个数量级,矫顽力和交换偏置场明显降低,磁性的提高主要是由于掺杂后的晶格畸变引起FeO6八面体的倾斜释放了锁定在周期螺旋磁结构中的潜在磁矩以及Fe2+离子与Fe3+离子的分布。330℃的介电反常说明BiFeO3纳米颗粒中存在铁电和磁性之间的耦合效应。BiFeO3样品在15GHz附近存在一个介电弛豫响应,应该是和过阻尼振动联系在一起的;Ta掺杂后样品在12.5和14.6GHz附近表现出两个共振型介电响应,并且14.6GHz附近的共振峰强度随着Ta掺杂含量的增加而减弱,共振响应应该是和阻尼振动联系在一起的。BiFeO3纳米颗粒表现出可逆铁电相变,铁电相变温度为827℃。采用溶胶凝胶旋涂法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了（100）择优取向的BiFeO3薄膜和SrBi2Ta2O9/BiFeO3/SrBi2Ta2O9三明治结构薄膜,合适的基底热处理工艺（600℃,10min）、层层晶化热处理工艺、低的溶胶浓度、临界薄膜厚度以下是获得高（100）择优取向BiFeO3薄膜的前提。SrBi2Ta2O9/BiFeO3/SrBi2Ta2O9三明治结构的层状复合薄膜中,无任何杂质相存在,SrBi2Ta2O9缓冲层并没有改变BiFeO3薄膜（100）择优取向结构,薄膜表面晶化很好、致密、晶粒大小均匀、表面光滑,截面整齐连续、为获得优良的铁电、磁性能提供保障。采用溶胶凝胶（乙二醇基溶胶凝胶法和柠檬酸硝酸盐法）制备得到粉体作为初始材料,经过冷等静压成型、无压烧结得到块体陶瓷,研究了BiFeO3陶瓷的高温热力学稳定性以及试图制备单相陶瓷的方法,进一步观察晶粒的生长和陶瓷中的缺陷。柠檬酸硝酸盐法制备BiFeO3粉体时,由于柠檬酸为络合物的溶胶容易形成二聚物化合物,导致凝胶中Bi-Fe异质形核排列不能作为主要的形核方式, Bi、Fe元素在凝胶中分布不均匀,烧结的陶瓷中BiFeO3、Bi2Fe4O9和Bi25FeO40三相共存,纳米量级的椭球状的Bi25FeO40相和基本为方形的Bi2Fe4O9相分布在近似为等轴不规则形状的微米量级BiFeO3主相的晶界处,并在陶瓷中观察到了可能的畴结构和缺陷。
二、SrBi_2Ta_2O_9(SBT)铁电陶瓷的制备及性能（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、SrBi_2Ta_2O_9(SBT)铁电陶瓷的制备及性能（论文提纲范文）
（1）Pt负载SrBi2Ta2O9催化剂的制备及其氧化甲醛性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 甲醛的去除方法 |
| 1.2.1 吸附法 |
| 1.2.2 植物净化法 |
| 1.2.3 通风法 |
| 1.2.4 光催化氧化法 |
| 1.2.5 催化氧化法 |
| 1.3 铁电材料简介 |
| 1.4 贵金属基催化剂的金属-基底材料界面在催化反应中的作用 |
| 1.5 研究课题目的、主要研究内容以及创新性 |
| 1.5.1 研究课题的目的与意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 课题创新性 |
| 2 实验仪器及材料表征方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 材料表征方法 |
| 2.4 原位红外反应测试 |
| 2.5 催化剂催化活性评价方法 |
| 2.6 催化剂活性稳定性的评价方法 |
| 2.7 在动态反应体系中催化稳定性的评价方法 |
| 2.8 活化能测试 |
| 3 甲醛在1.5-Pt/SBT-400催化剂上的串联催化反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料制备 |
| 3.2.1 熔盐法制备SrBi_2Ta_2O_9(SBT) |
| 3.2.2 Pt负载SBT催化剂的制备 |
| 3.2.3 浸渍法制备Pt/TiO_2 |
| 3.3 低温催化氧化甲醛的活性与稳定性表征 |
| 3.4 材料表面结构表征 |
| 3.4.1 形貌表征 |
| 3.4.2 材料表面化学状态表征 |
| 3.5 原位红外表征 |
| 3.6 催化氧化甲醛反应中O_2与H_2O的作用 |
| 3.7 反应机理 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 甲醛在Bi~(3+)-(OH)_3-Pt界面的催化氧化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料制备 |
| 4.2.1 SBT基底的制备 |
| 4.2.2 负载型催化剂M-SrBi_2Ta_2O_9(M-SBT,M=Pt,Au,Ag)的制备 |
| 4.2.3 原位生成Bi~(3+)化合物 |
| 4.2.4 在SBT基底上原位生成Bi~(3+)化合物 |
| 4.3 催化剂氧化甲醛性能评价 |
| 4.4 单独的Pt纳米颗粒与基底材料催化氧化甲醛性能的评价 |
| 4.5 BiOH-Pt-SBT中金属-金属氢氧化物界面的表征 |
| 4.6 O 1s的XPS测试 |
| 4.7 H_2-TPR测试 |
| 4.8 原位红外测试 |
| 4.9 机理总结 |
| 4.10 金属-金属氢氧化物界面在Au基与Ag基甲醛催化剂上的制备 |
| 4.11 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）钽酸锶铋薄膜的铁电和阻变性能及其多值存储特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电薄膜材料 |
| 1.1.1 铁电材料概述 |
| 1.1.2 铁电材料的分类 |
| 1.1.3 铁电薄膜的发展现状及应用 |
| 1.2 阻变薄膜材料 |
| 1.2.1 阻变存储器及阻变材料概述 |
| 1.2.2 阻变存储器的电阻转变原理 |
| 1.2.3 阻变薄膜的研究现状 |
| 1.3 多值存储特性 |
| 1.3.1 多值存储概述 |
| 1.3.2 多值存储的研究现状 |
| 1.4 论文选题依据及主要内容 |
| 第二章 薄膜材料的制备及表征方法 |
| 2.1 薄膜材料的制备方法 |
| 2.1.1 溶胶-凝胶(Sol-Gel)法 |
| 2.1.2 脉冲激光沉积(PLD)法 |
| 2.1.3 磁控溅射(Magnetron Sputtering)法 |
| 2.1.4 金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法 |
| 2.2 微观结构表征方法 |
| 2.2.1 膜厚仪(FTM) |
| 2.2.2 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.4 原子力显微镜(AFM) |
| 2.3 电学性能表征方法 |
| 2.3.1 铁电分析仪 |
| 2.3.2 半导体参数分析仪 |
| 2.3.3 薄膜的高温测试平台 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SBT薄膜的制备及微结构表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SrBi_2Ta_2O_9薄膜的制备 |
| 3.2.1 实验所需的仪器设备和药品 |
| 3.2.2 前驱体溶液配制 |
| 3.2.3 匀胶与热处理 |
| 3.3 SrBi_2Ta_2O_9形貌与结构表征 |
| 3.3.1 SEM表征 |
| 3.3.2 AFM表征 |
| 3.3.3 XRD表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 SBT薄膜的铁电、阻变性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Pt/SrBi_2Ta_2O_9/Pt电容结构的制备 |
| 4.3 SBT薄膜铁电性能测试 |
| 4.4 SBT薄膜阻变性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 SBT薄膜在多值存储器件、场效应晶体管中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于Pt/SBT/Pt器件的多值存储 |
| 5.3 基于Pt/SBT/Pt器件的多值存储机理 |
| 5.4 SBT薄膜在场效应晶体管中的应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 个人简历 |
| 附录B 攻读硕士学位期间发表论文与参加的会议目录 |
（3）Sr2Bi4Ti5O18基铁电陶瓷的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铋层状钙钛矿铁电材料晶体结构 |
| 1.2 典型的铋层状钙钛矿结构材料 |
| 1.3 改性研究 |
| 1.3.1 A位掺杂研究 |
| 1.3.2 B位掺杂研究 |
| 1.3.3 共生结构 |
| 1.3.4 固溶 |
| 1.4 多铁材料 |
| 1.5 课题的提出和研究内容 |
| 第2章 实验设计及性能表征方法 |
| 2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2 实验设备及测试仪器 |
| 2.3 制备工艺流程 |
| 2.3.1 CSBT陶瓷的制备流程 |
| 2.3.2 BFO-SBT陶瓷的制备流程 |
| 2.4 样品表征方法 |
| 2.4.1 物相分析.XRD |
| 2.4.2 微观形貌分析-SEM |
| 2.4.3 差热-热重分析DSC-TG |
| 2.4.4 化合价分析-XPS |
| 2.5 性能测试方法 |
| 2.5.1 介电性能测试 |
| 2.5.2 铁电性能测 |
| 2.5.3 磁性测试 |
| 第3章 SBT/CBT铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 3.1 SBT铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 3.1.1 前驱体粉体的制备 |
| 3.1.2 SBT前驱体粉体的DSC-TG分析 |
| 3.1.3 SBT粉体的红外光谱分析 |
| 3.1.4 SBT粉体的XRD图谱 |
| 3.1.5 SBT粉体的TEM |
| 3.1.6 SBT铁电陶瓷的XRD图谱 |
| 3.1.7 SBT铁电陶瓷的SEM照片 |
| 3.1.8 SBT铁电陶瓷的铁电性能 |
| 3.2 烧结气氛对SBT铁电陶瓷样品性能影响 |
| 3.2.1 介温谱分析 |
| 3.2.2 阻抗分析 |
| 3.2.3 电导分析 |
| 3.2.4 铁电性能分析 |
| 3.3 CBT铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 3.3.1 CBT粉体的XRD图谱 |
| 3.3.2 CBT粉体的SEM照片 |
| 3.3.3 CBT铁电陶瓷的XRD图谱 |
| 3.3.4 CBT铁电陶瓷的SEM照片 |
| 3.3.5 CBT铁电陶瓷的铁电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CSBT铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 4.1 XRD分析 |
| 4.2 拉曼光谱分析 |
| 4.3 SEM分析 |
| 4.4 XPS分析 |
| 4.5 铁电性能分析 |
| 4.6 漏电分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 烧结气氛对CSBT铁电陶瓷性能的影响 |
| 5.1 CSBT铁电陶瓷介温谱 |
| 5.2 烧结气氛对CSBT铁电陶瓷的介电特性影响 |
| 5.2.1 阻抗谱和等效电路 |
| 5.2.2 CSBT铁电陶瓷阻抗分析 |
| 5.2.3 CSBT铁电陶瓷交流电导分析 |
| 5.3 烧结气氛对CSBT-0.15铁电陶瓷性能影响 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 SEM分析 |
| 5.3.3 XPS分析 |
| 5.3.4 铁电性能分析 |
| 5.3.5 漏电机制分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 CSBT-0.15基铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 6.1 Nd掺杂对CSBT-0.15铁电陶瓷性能的影响 |
| 6.1.1 XRD分析 |
| 6.1.2 SEM分析 |
| 6.1.3 铁电性能分析 |
| 6.1.4 介电分析 |
| 6.2 BT-CSBT铁电陶瓷性能研究 |
| 6.2.1 结构分析 |
| 6.2.2 介温分析 |
| 6.2.3 弛豫特性分析 |
| 6.2.4 CSBT-4性能分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 SBT-BFO铁电陶瓷的制备及性能研究 |
| 7.1 微观结构分析 |
| 7.1.1 XRD分析 |
| 7.1.2 SEM分析 |
| 7.1.3 XPS分析 |
| 7.2 电学性能分析 |
| 7.2.1 介温分析 |
| 7.2.2 铁电性能 |
| 7.2.3 阻抗分析 |
| 7.2.4 交流电导分析 |
| 7.2.5 漏电特性分析 |
| 7.3 磁性分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论和展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 8.3 本文主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录一：攻读博士期间发表的文章和取得的成果 |
| 附录二：英文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）铋层状结构铁电体的研究进展（论文提纲范文）
| 1 结构设计与微结构研究 |
| 1.1 晶体结构 |
| 1.2 铋层状结构—— 一类典型的钙钛矿衍生结构 |
| 1.3 BLSF的结构限制 |
| 1.4 铋层状结构中的晶格缺陷与有序–无序问题 |
| 2 铋层状材料的铁电压电性能 |
| 2.1 对称性与自发极化 |
| 2.2 性能及其优化 |
| 2.2.1 掺杂改性 |
| 2.2.2 构筑共生结构 |
| 2.2.3 织构化 |
| 3 BLSF铁电薄膜 |
| 4 BLSF的拓展性研究 |
| 5 总结与展望 |
（5）SrBi2Ta2O9铁电陶瓷的制备及其Ca掺杂研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 实验 |
| 1.1 SBT粉体和陶瓷的制备 |
| 1.2 Ca掺杂SBT陶瓷 |
| 1.3 测试与表征 |
| 2 实验结果与讨论 |
| 2.1 烧成温度对SBT陶瓷的影响 |
| 2.1.1 SBT粉体和陶瓷的物相组成 |
| 2.1.2 介电性能 |
| 2.1.3 铁电性能 |
| 2.2 Ca掺杂制备CxS1-xBT陶瓷 |
| 2.2.1 物相组成 |
| 2.2.2 介电性能 |
| 2.2.3 铁电性能 |
| 3 结束语 |
（6）MFIS结构中铁电畴变的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铁电体与铁电存储器的概述 |
| 1.2 铁电存储器的发展及分类 |
| 1.2.1 铁电存储器的发展 |
| 1.2.2 铁电存储器的分类 |
| 1.3 铁电场效应晶体管 |
| 1.3.1 铁电场效应晶体管的研究现状 |
| 1.3.2 铁电场效应晶体管面临的问题 |
| 1.4 畴变的研究意义 |
| 1.4.1 电畴的翻转 |
| 1.4.2 电畴的背翻转 |
| 1.5 电畴的研究方法 |
| 1.5.1 电畴研究方法简介 |
| 1.5.2 PFM 技术及发展现状 |
| 1.6 本论文的选题依据和主要内容 |
| 第2章 SBT/HfO_2/Si 结构的制备及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SBT 薄膜的制备及表征 |
| 2.2.1 SBT 薄膜的制备过程 |
| 2.2.2 SBT 薄膜的表征 |
| 2.3 HfO_2绝缘层的制备及表征 |
| 2.3.1 HfO_2薄膜的制备过程 |
| 2.3.2 HfO_2薄膜的表征 |
| 2.4 SBT/HfO_2/Si 结构的制备及表征 |
| 2.4.1 SBT/HfO_2/Si 结构的制备过程 |
| 2.4.2 SBT/HfO_2/Si 结构的表征 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 SBT/HfO_2/Si 结构中电畴结构及外电场下电畴翻转的观测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SBT 薄膜中电畴结构及外电场下电畴翻转的观测 |
| 3.3 SBT/HfO_2/Si 结构中电畴结构及外电场下电畴翻转的观测 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 SBT/HfO2/Si 结构保持性能损失过程中电畴演化的观测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SBT/HfO2/Si 结构保持性能损失过程中电畴演化的观测 |
| 4.3 SBT/HfO2/Si 结构保持性能损失过程中电畴演化机制探讨 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的论文发表情况 |
（7）SBT类钙钛矿结构铁电陶瓷制备与Cu单晶衬底上薄膜沉积探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电体与铁电材料 |
| 1.1.1 铁电性 |
| 1.1.2 铁电体与其它介电体的关系 |
| 1.1.3 铁电体的其它性质 |
| 1.2 铁电薄膜及其在FRAM 中的应用 |
| 1.2.1 FRAM 简介 |
| 1.2.2 FRAM 的工作原理 |
| 1.2.3 FRAM 的研究进展 |
| 1.2.4 FRAM 发展所面临的主要问题 |
| 1.2.5 提高FRAM 抗铁电疲劳性的方法 |
| 1.2.5.1 材料体系的选择 |
| 1.2.5.1.1 SBT 的晶体结构 |
| 1.2.5.1.2 SBT 铁电薄膜的研究进展 |
| 1.2.5.2 电极和衬底材料的选择 |
| 1.2.5.2.1 衬底材料对铁电薄膜性能的影响 |
| 1.2.5.2.2 电极材料对铁电薄膜性能的影响 |
| 1.2.5.2.3 贱金属衬底在铁电薄膜制备中的应用 |
| 1.2.5.2.4 Cu 单晶衬底上沉积铁电薄膜的可行性 |
| 1.3 SBT 铁电薄膜的制备方法 |
| 1.4 本文选题的依据及研究的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 SBT 类钙钛矿相的合成与射频磁控溅射靶材的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 实验方法 |
| 2.2.3.1 SBT 类钙钛矿相的合成 |
| 2.2.3.2 SBT 铁电陶瓷和靶材的制备 |
| 2.2.4 样品的表征方法 |
| 2.2.4.1 密度测试 |
| 2.2.4.2 X 射线衍射分析 |
| 2.2.4.3 扫描电子显微分析 |
| 2.2.4.4 介电性测试 |
| 2.2.4.5 铁电性测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 SBT 类钙钛矿相的合成 |
| 2.3.1.1 前驱体预合成温度的确定 |
| 2.3.1.2 SBT0 类钙钛矿相的合成温度的研究 |
| 2.3.1.3 Bi_20_3 含量对前驱体BT 合成的影响 |
| 2.3.1.4 Bi_20_3 含量对SBT 合成的影响 |
| 2.3.2 SBT_0 陶瓷烧结工艺的确定 |
| 2.3.3 Bi_20_3 含量对SBT 陶瓷烧结特性的影响 |
| 2.3.4 SBT 铁电陶瓷的性能研究 |
| 2.3.4.1 SBT 陶瓷的介电性研究 |
| 2.3.4.2 测试条件对SBT 陶瓷铁电性能的影响 |
| 2.3.4.3 烧结温度对SBT 陶瓷铁电性能的影响 |
| 2.3.4.4 Bi_20_3 含量对SBT 陶瓷铁电性能的影响 |
| 2.3.5 大尺寸SBT 烧结陶瓷靶材的制备 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 射频磁控溅射法制备 SBT 铁电薄膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 样品的表征方法 |
| 3.2.4.1 衬底表面位错密度分析 |
| 3.2.4.2 衬底表面粗糙度的测量 |
| 3.2.4.3 衬底和薄膜表面特征的观察 |
| 3.2.4.4 薄膜结构分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 衬底的选择与制备 |
| 3.3.1.1 Cu 单晶衬底的晶面选择 |
| 3.3.1.2 Cu 单晶衬底的制备 |
| 3.3.1.3 Cu 单晶衬底的结晶学取向与表面状态研究 |
| 3.3.2 射频磁控溅射法制备SBT 铁电薄膜 |
| 3.3.2.1 射频磁控溅射仪的工作原理 |
| 3.3.2.2 射频磁控溅射镀膜的厚度均匀性 |
| 3.3.2.3 溅射时间对薄膜厚度影响 |
| 3.3.2.4 溅射工艺的优化 |
| 3.3.3 SBT 铁电薄膜的热处理 |
| 3.3.3.1 退火气氛的选择 |
| 3.3.3.2 退火温度对SBT 薄膜相组成的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 SBT 铁电薄膜的性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器 |
| 4.2.2 电极制备 |
| 4.2.3 样品的表征方法 |
| 4.2.3.1 铁电性测试 |
| 4.2.3.2 漏电流测试 |
| 4.2.3.3 扫描电子显微分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SBT 铁电薄膜的铁电性分析 |
| 4.3.2 SBT 铁电薄膜的漏电流特性分析 |
| 4.3.3 SBT 铁电薄膜的微观形貌及成分分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结论 |
| 研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（8）聚合物前驱体法制备SrBi2Ta2O9铁电陶瓷和薄膜及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电材料概述 |
| 1.1.1 铁电材料 |
| 1.1.2 铁电材料的分类 |
| 1.1.3 铁电材料的发展历史及现状 |
| 1.2 铁电材料的应用 |
| 1.2.1 铁电存储器 |
| 1.2.2 热释电红外探测器件 |
| 1.2.3 微电子机械系统 |
| 1.3 铁电薄膜制备技术 |
| 1.3.1 磁控溅射法 |
| 1.3.2 脉冲激光沉积法 |
| 1.3.3 金属有机化学气相沉积法 |
| 1.3.4 溶胶-凝胶法 |
| 1.3.5 四种铁电薄膜制备工艺的比较 |
| 1.4 SrBi_2Ta_2O_9 铁电材料 |
| 1.4.1 SBT 的结构 |
| 1.4.2 化学组成对SBT 铁电性能的影响 |
| 1.4.3 SBT 铁电陶瓷的制备 |
| 1.5 本论文的主要工作 |
| 1.5.1 问题的提出 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 实验设备及分析仪器 |
| 2.1.2 主要化学试剂 |
| 2.1.3 溶胶-凝胶实验过程 |
| 2.2 陶瓷样品的制备 |
| 2.3 样品结构分析与性能表征 |
| 2.3.1 相结构分析 |
| 2.3.2 形貌分析 |
| 2.3.3 红外光谱分析 |
| 2.3.4 热重分析 |
| 2.3.5 介电性能测试 |
| 2.3.6 铁电性能测试 |
| 第三章 原料的处理与钽酸锶铋溶胶的制备 |
| 3.1 新鲜水合Ta_2O_5 的制备 |
| 3.1.1 水热法制备新鲜水合Ta_2O_5 |
| 3.1.2 HF 酸溶解Ta_2O_5 制备新鲜水合Ta_2O_5 |
| 3.2 钽的有机前驱液制备 |
| 3.2.1 草酸钽的制备 |
| 3.2.2 柠檬酸钽的制备 |
| 3.3 钽酸锶铋(SBT)溶胶的制备 |
| 3.3.1 以氟钽酸和草酸钽做钽源制备SBT 溶胶 |
| 3.3.2 以柠檬酸钽做钽源制备SBT 溶胶 |
| 3.3.2.1 PH 值的确定. |
| 3.3.2.2 柠檬酸和乙二醇用量的确定 |
| 3.4 SBT 溶胶的红外光谱分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 钽酸锶铋粉体和陶瓷的制备、改性以及性能研究 |
| 4.1 SBT 粉体的制备 |
| 4.1.1 SBT 凝胶的红外光谱分析 |
| 4.1.2 SBT 凝胶的热重分析 |
| 4.1.3 粉体相组成的XRD 分析 |
| 4.2 SBT 陶瓷的制备 |
| 4.2.1 相结构分析 |
| 4.2.2 介电性能分析 |
| 4.2.3 铁电性能分析 |
| 4.3 Ca 掺杂SBT 陶瓷研究 |
| 4.3.1 相组成分析 |
| 4.3.2 介电性能分析 |
| 4.3.3 铁电性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 钽酸锶铋铁电薄膜的制备研究 |
| 5.1 SBT 薄膜的制备 |
| 5.1.1 基片的选择和处理 |
| 5.1.2 薄膜制备的工艺过程 |
| 5.2 SBT 薄膜制备工艺参数的确定 |
| 5.2.1 溶胶浓度的确定 |
| 5.2.2 干燥和热处理制度的确定 |
| 5.3 不同工艺方法对SBT 薄膜的影响 |
| 5.4 涂覆次数对薄膜相结构的影响 |
| 5.5 SBT 薄膜的表面形貌 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）铋层状结构无铅压电陶瓷的离子取代改性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 压电铁电材料概述 |
| 1.1.1 压电材料及其特点 |
| 1.1.2 铁电材料及其特点 |
| 1.2 无铅压电陶瓷的分类及其特点 |
| 1.3 铋层状结构无铅压电陶瓷的研究现状 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 铋层状无铅压电陶瓷的制备工艺与性能表征 |
| 2.1 样品的制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 铋层状结构无铅压电陶瓷的传统制备工艺 |
| 2.1.3 传统制备工艺的优化方案 |
| 2.2 样品的结构与性能测试 |
| 2.2.1 相结构表征 |
| 2.2.2 陶瓷的显微结构分析 |
| 2.2.3 陶瓷的介电温度特性测试 |
| 2.2.4 陶瓷的介电频率特性测试 |
| 2.2.5 陶瓷的压电性能测试 |
| 2.2.6 陶瓷的铁电性能测试 |
| 3 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷的组成、结构与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷的结构研究 |
| 3.2.1 SBT-BTT 陶瓷的相结构 |
| 3.2.2 SBT-BTT 陶瓷的显微结构 |
| 3.3 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷的性能研究 |
| 3.3.1 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷室温下的介电性能研究 |
| 3.3.2 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷的介电性能随温度的变化规律 |
| 3.4 SBT-BTT 铋层状结构固溶陶瓷的介电性能随含量变化机理研究 |
| 3.5 小结 |
| 4 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的组成、结构与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的结构研究 |
| 4.2.1 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的相结构 |
| 4.2.2 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的显微结构 |
| 4.3 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的性能研究 |
| 4.3.1 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷室温下的介电性能研究 |
| 4.3.2 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的介电性能随温度的变化规律 |
| 4.3.3 BT-SBT 铋层状结构固溶陶瓷的压电性能研究 |
| 4.4 小结 |
| 5 A 位离子取代对四层铋层状结构陶瓷的改性研究 |
| 5.1 Ca_(1-x)Ba_xBi_4Ti_4O_(15) 陶瓷的结构与性能研究 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 CBBT 陶瓷的相结构 |
| 5.1.3 CBBT 陶瓷的显微结构 |
| 5.1.4 CBBT 陶瓷室温下的介电性能研究 |
| 5.1.5 CBBT 陶瓷的介电性能随温度的变化规律 |
| 5.1.6 CBBT 陶瓷的铁电性能 |
| 5.2 (Na_(0.5-x)K_x)Bi_(4.5)Ti_4O_(15) 陶瓷的结构与性能研究 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 NKBT 陶瓷的相结构 |
| 5.2.3 NKBT 陶瓷的显微结构 |
| 5.2.4 NKBT 陶瓷室温下的介电性能研究 |
| 5.2.5 NKBT 陶瓷的介电性能随温度的变化规律 |
| 5.3 A 位离子取代对四层铋层状结构陶瓷性能的影响 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）BiFeO3多铁性陶瓷材料的sol-gel制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多铁性的研究进展 |
| 1.3 BiFeO_3 的结构 |
| 1.4 BiFeO_3 的电性能 |
| 1.5 BiFeO_3 的磁性 |
| 1.6 BiFeO_3 的研究现状 |
| 1.6.1 BiFeO_3 粉体 |
| 1.6.2 BiFeO_3 陶瓷 |
| 1.6.3 BiFeO_3 薄膜 |
| 1.7 BiFeO_3 的掺杂改性 |
| 1.8 本文研究的目的意义和主要研究内容 |
| 1.8.1 研究目的和意义 |
| 1.8.2 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与研究分析方法 |
| 2.1 试验用原材料 |
| 2.1.1 原始化学药品 |
| 2.1.2 乙醇钽的制备 |
| 2.2 结构和形貌分析手段 |
| 2.2.1 XRD 物相分析 |
| 2.2.2 SEM 观察 |
| 2.2.3 TEM 观察 |
| 2.2.4 AFM 观察 |
| 2.2.5 红外光谱分析 |
| 2.2.6 气相色谱-质谱联用 |
| 2.3 性能测试 |
| 2.3.1 热分析 |
| 2.3.2 铁磁性能测试 |
| 2.3.3 介电常数 |
| 第3章 BiFeO_3和Ta 掺杂粉体的sol-gel 合成及机理 |
| 3.1 BiFeO_3 纳米粉体制备 |
| 3.1.1 原料的选择 |
| 3.1.2 先驱体浓度的控制 |
| 3.1.3 稳定剂乙酰丙酮的影响 |
| 3.1.4 金属离子来源对BiFeO_3 合成的影响 |
| 3.2 BiFeO_3 溶胶凝胶合成的化学反应和机理分析 |
| 3.3 BiFeO_3 晶粒生长 |
| 3.4 Ta 掺杂BiFeO_3 粉体的制备 |
| 3.4.1 Ta 掺杂BiFeO_3 粉体的结构 |
| 3.4.2 Ta 掺杂BiFeO_3 粉体形貌 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 BiFeO_3和Ta 掺杂粉体的磁学和电学性能 |
| 4.1 磁性 |
| 4.1.1 BiFeO_3 纳米粉体的磁性尺寸效应 |
| 4.1.2 Ta 掺杂BiFeO_3 粉体的磁性 |
| 4.2 介电性能 |
| 4.2.1 BiFeO_3 粉体的介电性能 |
| 4.2.2 Ta 掺杂BiFeO_3 粉体的微波介电性能 |
| 4.3 BiFeO_3 粉体的铁电相变 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BiFeO_3择优取向薄膜生长机理和SBT/BiFeO_3/SBT 复合薄膜的合成表征 |
| 5.1 BiFeO_3 薄膜的生长影响因素研究 |
| 5.1.1 热处理工艺对基底的影响 |
| 5.1.2 基底热处理对BiFeO_3 薄膜生长的影响 |
| 5.1.3 先驱体浓度和热处理工艺对BiFeO_3 薄膜生长的影响 |
| 5.1.4 薄膜厚度对BiFeO_3 薄膜生长的影响 |
| 5.2 SBT/BiFeO_3/SBT 层状复合薄膜的生长 #1O_3 |
| 5.2.1 复合薄膜的生长 #1O_3 |
| 5.2.2 复合薄膜的结构 |
| 5.2.3 复合薄膜的形貌 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 BiFeO_3陶瓷的制备与结构表征 |
| 6.1 BiFeO_3 陶瓷的制备 |
| 6.1.1 乙二醇基溶胶凝胶法 |
| 6.1.2 柠檬酸硝酸盐法 |
| 6.2 BiFeO_3 陶瓷中晶粒生长以及缺陷 |
| 6.2.1 BiFeO_3 陶瓷晶粒生长以及杂质相分析 |
| 6.2.2 BiFeO_3 陶瓷中的畴结构 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、SrBi_2Ta_2O_9(SBT)铁电陶瓷的制备及性能（论文参考文献）
- [1]Pt负载SrBi2Ta2O9催化剂的制备及其氧化甲醛性能研究[D]. 黄蒙蒙. 陕西科技大学, 2020(02)
- [2]钽酸锶铋薄膜的铁电和阻变性能及其多值存储特性[D]. 宋志伟. 湘潭大学, 2018(02)
- [3]Sr2Bi4Ti5O18基铁电陶瓷的制备及性能研究[D]. 张丰庆. 山东大学, 2016(10)
- [4]铋层状结构铁电体的研究进展[J]. 张发强,李永祥. 无机材料学报, 2014(05)
- [5]SrBi2Ta2O9铁电陶瓷的制备及其Ca掺杂研究[J]. 洪序达,王歆,刘继洪. 压电与声光, 2012(04)
- [6]MFIS结构中铁电畴变的实验研究[D]. 张中华. 湘潭大学, 2012(01)
- [7]SBT类钙钛矿结构铁电陶瓷制备与Cu单晶衬底上薄膜沉积探索[D]. 马君. 青岛科技大学, 2011(07)
- [8]聚合物前驱体法制备SrBi2Ta2O9铁电陶瓷和薄膜及其性能研究[D]. 洪序达. 华南理工大学, 2011(12)
- [9]铋层状结构无铅压电陶瓷的离子取代改性研究[D]. 赵燚. 西安科技大学, 2010(05)
- [10]BiFeO3多铁性陶瓷材料的sol-gel制备与表征[D]. 徐加焕. 哈尔滨工业大学, 2010(04)