热分解温度对Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3压电薄膜微结构及性能的影响

来源 :第十四届全国电介质物理、材料与应用学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:A123456_gam
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  铅毒性使与铅基压电、铁电材料相关的设备和器件在生产、利用及回收过程中给环境和人类生活带来了很大的影响.因此基于生物相容性及环境保护的考虑,世界各国的科研人员正在研究少铅或无铅的压电、铁电材料.钛酸铋钠(NBT)是一种A 位复合钙钛矿结构的铁电材料,它具有良好的铁电、压电性能,被视为主要的无铅压电、铁电材料之一.但由于其矫顽场和漏电流较大,影响了其性能的发挥及应用,国内外学者对NBT 基材料进行了掺杂改性研究,取得了一定成果.本文正是基于此,对NBT 进行了A 位钾掺杂,并对其性能进行了研究.利用溶胶-凝胶法,并结合快速热处理工艺在Pt/Ti/SiO2/Si 衬底上制备了处于准同型相界(MPB)附近的Bi0.5(Na0.85K0.15)0.5TiO3(NKBT)薄膜.重点研究了不同热分解温度对薄膜微结构和电性能的影响.利用XRD 技术研究了薄膜的物相组成及结晶状况,发现当热分解温度为350□C 和450□C 时,薄膜经快速退火后都已晶化,形成纯的钙钛矿结构;且薄膜经450□C 热分解后显示出更强、更尖锐的衍射峰,表明其晶化更加完全.利用扫描电镜对薄膜表面形貌进行了观测,发现当热分解温度为450□C 时,薄膜表面比较致密,且晶粒大小均匀.最后对薄膜铁电和压电性能进行研究分析,发现经450□C 热分解后的薄膜电滞回线的对称性良好,具有较大的剩余极化强度和压电系数.上述结果表明,NKBT 薄膜在无铅压电、铁电应用领域是一种非常有前景的候选材料.
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