鋯鈦酸鉛薄膜材料因具有優(yōu)異的鐵電、壓電、熱釋電等性能受到研究人員的廣泛關注。以鋯鈦酸鉛鐵電薄膜為關鍵材料的傳感器、存儲器、紅外探測器等電子元器件在航天領域有非常好的應用前景。然而航天用電子元器件會受到各種環(huán)境因素的侵擾。其中,帶電粒子輻射嚴重影響了材料與器件的服役特性,進而影響了航天器的穩(wěn)定運行與服役壽命。因此,研究鋯鈦酸鉛薄膜材料的輻射退化規(guī)律及機理對于航天用電子器件的設計和使用至關重要。利用溶膠-凝膠法制備了鋯鈦酸鉛鐵電薄膜,研究基底(Pt/Ti/SiO₂/Si基和Si基)和退火溫度(600℃、650℃、700℃、750℃)對PbZr_0.52Ti_0.48O₃(PZT)鐵電薄膜性能的影響,通過對相關測試結果進行比較,發(fā)現(xiàn)以Pt為基底,650℃制備的PZT薄膜具有最好的結晶度、表面形貌和電學性能。通過系統(tǒng)研究電子輻照能量和注量對PZT鐵電薄膜電學特性的影響規(guī)律,可以發(fā)現(xiàn)隨著輻照能量和注量的增加,輻照樣品的極化強度和介電常數(shù)退化明顯,低頻介電損耗隨能量和注量增加而減小,高頻介電損耗沒有明顯變化。同時,...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 鐵電效應及鐵電薄膜材料發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 鐵電效應研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鐵電材料的電滯回線
        1.2.3 鐵電效應的產生機制
        1.2.4 鐵電薄膜材料發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 鐵電薄膜的制備方法
        1.3.1 溶膠-凝膠(Sol-gel)法
        1.3.2 磁控濺射法
        1.3.3 脈沖激光沉積法(PLD)
        1.3.4 金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)
        1.3.5 鐵電薄膜制備方法比較
    1.4 鐵電材料的輻照損傷研究
        1.4.1 空間帶電粒子輻照環(huán)境
        1.4.2 PZT的輻照損傷研究進展
    1.5 本論文主要研究內容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗原料及薄膜制備
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 PZT薄膜制備
    2.2 電極制備
    2.3 薄膜測試方法
        2.3.1 物相及成分分析
        2.3.2 表面形貌及薄膜厚度分析
        2.3.3 電學性能測試與分析
    2.4 粒子輻照試驗及輻照模擬計算
        2.4.1 帶電粒子輻照試驗設備及參數(shù)
        2.4.2 輻照模擬計算
第3章 基底及退火溫度對PZT薄膜結構與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 基底對PZT薄膜的影響
        3.2.1 基底對PZT薄膜微觀組織結構的影響
        3.2.2 基底對PZT薄膜表面形貌的影響
        3.2.3 基底對PZT薄膜電學性能的影響
    3.3 退火溫度對PZT薄膜的影響
        3.3.1 退火溫度對PZT薄膜微觀組織結構的影響
        3.3.2 退火溫度對PZT薄膜表面形貌的影響
        3.3.3 退火溫度對PZT薄膜鐵電性能的影響
        3.3.4 退火溫度對PZT薄膜介電性能的影響
    3.4 本章小結
第4章 電子輻照對PZT薄膜電學特性的影響及其演化規(guī)律
    4.1 引言
    4.2 電子輻照實驗
    4.3 電子能量對PZT鐵電薄膜電學性能的影響
        4.3.1 低能電子輻照對PZT鐵電薄膜電學性能的影響
        4.3.2 高能電子輻照對PZT薄膜電學性能的影響
    4.4 電子輻照注量對PZT鐵電薄膜電學性能的影響
        4.4.1 輻照注量對PZT薄膜鐵電性能的影響
        4.4.2 電子輻照注量對PZT薄膜介電性能的影響
    4.5 電子輻照樣品的退火效應
        4.5.1 退火溫度對輻照樣品電學性能回復的影響
        4.5.2 退火氣氛對輻照樣品電學性能回復的影響
    4.6 本章小結
第5章 質子輻照對PZT薄膜的電學特性影響及其演化規(guī)律
    5.1 引言
    5.2 質子輻照實驗
        5.2.1 SRIM模擬
        5.2.2 質子輻照注量設計
    5.3 質子輻照對PZT薄膜電學性能的時間演化過程的影響
        5.3.1 質子輻照對PZT薄膜鐵電性能的時間演化過程的影響
        5.3.2 質子輻照對PZT薄膜電學性能的時間演化過程的影響
    5.4 質子輻照注量對PZT薄膜電學性能的影響
        5.4.1 質子輻照注量對PZT薄膜鐵電性能的影響
        5.4.2 質子輻照注量對PZT薄膜介電性能的影響
    5.5 質子輻照對PZT薄膜物相結構的影響
        5.5.1 質子輻照注量對PZT薄膜物相結構的影響
        5.5.2 質子輻照對PZT薄膜殘余應力的影響
        5.5.3 質子輻照對PZT薄膜元素價態(tài)的影響
    5.6 質子輻照樣品的退火效應
        5.6.1 退火溫度對質子輻照樣品鐵電性能回復的影響
        5.6.2 退火溫度對質子輻照樣品介電性能回復的影響
    5.7 本章小結
結論
參考文獻
致謝



本文編號：3925301