PEZST反铁电薄膜储能性能及负电热效应
发布时间：2023-02-10 08:06
随着微电子系统的快速发展,对微工作器件进行局部致冷至关重要,同时脉冲功率技术的快速发展,对储能电介质材料提出了更高的要求。反铁电薄膜材料因其独特的场致相变特性,在储能以及负电热制冷方面具有广泛的应用前景。本文以富锆PbZr0.97Ti0.03O3反铁电薄膜为基础,通过掺杂取代的方法对薄膜的相变行为进行调控,达到优化薄膜的储能性能以及负电热效应的目的。采用溶胶-凝胶法结合快速热处理工艺在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备Eu掺杂(Pb,Eu)(Zr0.97Ti0.03)O3(PEZT)、Sn取代Pb(Zr,Sn,Ti)O3(PZST)以及Eu掺杂、Sn取代的复合(Pb,Eu)(Zr,Sn,Ti)O3(PEZST)薄膜。为制备单一钙钛矿结构薄膜,本论文对薄膜制备工艺进行优化。通过对改性薄膜样品介电温谱以及介电频谱的分析,研究Eu、Sn单一掺杂取代方式以及复合改性方式对薄膜居里温度、介...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 PZT基反铁电材料概述
1.2.1 反铁电体
1.2.2 PZT基反铁电材料
1.3 PZT基材料掺杂改性研究现状
1.4 PZT基材料储能性能及负电热效应研究现状
1.4.1 PZT基材料储能性能研究现状
1.4.2 PZT基材料负电热效应研究现状
1.5 主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 薄膜结构与形貌表征
2.2.1 薄膜微观结构
2.2.2 薄膜微观形貌
2.3 薄膜的电性能测试
2.3.1 薄膜上电极制备
2.3.2 薄膜铁电性能测试
2.3.3 薄膜介电性能测试
2.3.4 薄膜漏电性能测试
2.4 薄膜储能性能及负电热效应评价
2.4.1 储能性能评价
2.4.2 负电热效应评价
第3章 PEZST薄膜制备及微结构
3.1 引言
3.2 薄膜制备工艺
3.2.1 溶胶制备
3.2.2 薄膜制备
3.2.3 预烧温度对薄膜相组成的影响
3.2.4 快速热处理温度对薄膜相组成的影响
3.3 薄膜的相组成
3.3.1 PEZT薄膜的相组成
3.3.2 PZST薄膜的相组成
3.3.3 PEZST薄膜的相组成
3.4 薄膜的表面及断面形貌
3.4.1 PEZT薄膜的表面及断面形貌
3.4.2 PZST薄膜的表面及断面形貌
3.4.3 PESZT薄膜的表面及断面形貌
3.5 本章小结
第4章 PEZST薄膜介电及铁电性能
4.1 引言
4.2 薄膜的介电性能
4.2.1 温度对薄膜介电性能的影响
4.2.2 频率对薄膜介电性能的影响
4.3 薄膜的铁电性能
4.3.1 PEZT薄膜的铁电性能
4.3.2 PZST薄膜的铁电性能
4.3.3 PEZST薄膜的铁电性能
4.4 薄膜的相变行为
4.4.1 电场诱导薄膜相变行为
4.4.2 温度诱导薄膜相变行为
4.5 薄膜的漏电性能
4.6 本章小结
第5章 PEZST薄膜储能性能及负电热效应
5.1 引言
5.2 薄膜的储能性能
5.2.1 电场对薄膜储能性能的影响
5.2.2 温度对薄膜储能性能的影响
5.3 薄膜的负电热效应
5.3.1 PEZT薄膜的负电热效应
5.3.2 PZST薄膜的负电热效应
5.3.3 PEZST薄膜的负电热效应
5.4 Eu掺杂和Sn取代改性机制分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3739330
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 PZT基反铁电材料概述
1.2.1 反铁电体
1.2.2 PZT基反铁电材料
1.3 PZT基材料掺杂改性研究现状
1.4 PZT基材料储能性能及负电热效应研究现状
1.4.1 PZT基材料储能性能研究现状
1.4.2 PZT基材料负电热效应研究现状
1.5 主要研究内容
第2章 实验材料与研究方法
2.1 实验药品和仪器
2.1.1 实验药品
2.1.2 实验仪器
2.2 薄膜结构与形貌表征
2.2.1 薄膜微观结构
2.2.2 薄膜微观形貌
2.3 薄膜的电性能测试
2.3.1 薄膜上电极制备
2.3.2 薄膜铁电性能测试
2.3.3 薄膜介电性能测试
2.3.4 薄膜漏电性能测试
2.4 薄膜储能性能及负电热效应评价
2.4.1 储能性能评价
2.4.2 负电热效应评价
第3章 PEZST薄膜制备及微结构
3.1 引言
3.2 薄膜制备工艺
3.2.1 溶胶制备
3.2.2 薄膜制备
3.2.3 预烧温度对薄膜相组成的影响
3.2.4 快速热处理温度对薄膜相组成的影响
3.3 薄膜的相组成
3.3.1 PEZT薄膜的相组成
3.3.2 PZST薄膜的相组成
3.3.3 PEZST薄膜的相组成
3.4 薄膜的表面及断面形貌
3.4.1 PEZT薄膜的表面及断面形貌
3.4.2 PZST薄膜的表面及断面形貌
3.4.3 PESZT薄膜的表面及断面形貌
3.5 本章小结
第4章 PEZST薄膜介电及铁电性能
4.1 引言
4.2 薄膜的介电性能
4.2.1 温度对薄膜介电性能的影响
4.2.2 频率对薄膜介电性能的影响
4.3 薄膜的铁电性能
4.3.1 PEZT薄膜的铁电性能
4.3.2 PZST薄膜的铁电性能
4.3.3 PEZST薄膜的铁电性能
4.4 薄膜的相变行为
4.4.1 电场诱导薄膜相变行为
4.4.2 温度诱导薄膜相变行为
4.5 薄膜的漏电性能
4.6 本章小结
第5章 PEZST薄膜储能性能及负电热效应
5.1 引言
5.2 薄膜的储能性能
5.2.1 电场对薄膜储能性能的影响
5.2.2 温度对薄膜储能性能的影响
5.3 薄膜的负电热效应
5.3.1 PEZT薄膜的负电热效应
5.3.2 PZST薄膜的负电热效应
5.3.3 PEZST薄膜的负电热效应
5.4 Eu掺杂和Sn取代改性机制分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3739330
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