有机铁电薄膜的制备与性质研究

发布时间：2017-05-24 15:23

  本文关键词：有机铁电薄膜的制备与性质研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子信息技术的高速发展,铁电材料因其在信息存储、红外传感以及光学效应方面的优良性能而备受社会的关注和重视。寻找性质更为优越、价格更加低廉的铁电材料并且制备相应的铁电薄膜以便更好地推进其工业化应用的进程便成为了现在阶段的一个非常重要的议题。一般的来说,我们传统意义上所指的铁电材料主要是以钙钛矿结构为主,比如PbTiO3,BaTiO3, NbLiO3等,而弛豫型铁电体一般而言指的是前述晶体按照一定的比例混合而成的固溶体,比如Pb(Mgi/3Nb2/3)O3-xPbTiO3。但是这类铁电体具有一些天然的缺点,主要在于有毒性,会对环境造成比较大的损害；制备过程需要高温来烧结,含有重金属元素,难以生长出大块的单晶等等。为了克服这些缺点,人们开始了一些分子基铁电体的研究,并发现了一系列具有高转变温度以及低矫顽场等优良特征的分子基铁电体。而铁电薄膜的性质往往与晶体之间存在较大的差异,但是之前的薄膜研究主要集中在无机铁电材料,对于分子基铁电材料薄膜的研究还很少。论文主要研究了两种新型的分子基铁电材料二异丙胺溴(DIPAB)和二异丙胺高氯酸(DIPAP),探究制备这两种材料薄膜的方法和条件以及薄膜的包括介电常数、压电性、XRD等在内的各项物理特性。特别是针对二异丙胺高氯酸,利用旋涂法得到了具有相当高的平整度的薄膜。不同于二异丙胺高氯酸晶体的相变温度338K,薄膜的相变温度要比晶体的相变温度低20K左右。薄膜和晶体一样,都属于非本征铁电材料,并且相对于晶体在介电谱上的一致突变,薄膜的介电的突变随着频率的变化而变化,这是典型的介电弛豫的表现。并且通过热释电电流测量以及电滞回线测量等手段证实了薄膜弛豫现象的存在。由于二异丙胺高氯酸薄膜拥有可调控的阶梯型介电常数和远小于其他铁电材料的矫顽场强度等独特的性质,因此非常有利于拓展二异丙胺高氯酸薄膜潜在的应用范围。
【关键词】：分子基铁电材料 铁电相变 介电突变 弛豫 电滞回线
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM221
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 引言10-11
• 1.2 晶体铁电性质和朗道理论11-15
• 1.2.1 晶体的铁电性质11-14
• 1.2.2 朗道理论14-15
• 1.3 铁电材料研究历史15-17
• 1.4 铁电材料的性质及其应用17-19
• 1.5 分子基铁电体的发展19-21
• 1.6 选题的主要内容和意义21-22
• 参考文献22-25
• 第二章 薄膜表征测量与设备25-32
• 2.1 X射线衍射(X-Ray diffraction,XRD)25-27
• 2.2 原子力显微镜(AFM)27-30
• 2.3 压电力显微镜(PFM)30-31
• 参考文献31-32
• 第三章 二异丙胺溴薄膜制备与特性研究32-43
• 3.1 二异丙胺溴盐铁电晶体32-37
• 3.2 旋涂法制备DIPAB薄膜37-38
• 3.3 DIPAB薄膜的物理特性表征38-41
• 3.4 小结41-42
• 参考文献42-43
• 第四章 二异丙胺高氯酸薄膜制备与特性研究43-55
• 4.1 二异丙胺高氯酸铁电晶体43-45
• 4.2 DIPAP薄膜的制备与物理性质表征45-52
• 4.3 小结52-53
• 参考文献53-55
• 第五章 总结55-56
• 硕士期间发表论文56-57
• 致谢57-58

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