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文檔簡介
1、鈦酸鍶鋇(BaxSr1-xTiO3, BST,0≤x≤1)薄膜介電常數(shù)隨外加電場變化而非線性變化,在微波調(diào)諧器件上有廣泛應用前景。本論文主要研究鈰(Ce)鎂(Mg)交替摻雜BST薄膜調(diào)諧性能。在已有交替摻雜的基礎上,對鈰鎂交替摻雜薄膜的不同摻雜濃度、方式、結構等進行研究。用X射線衍射(XRD)分析薄膜相結構和生長取向,掃描電子顯微鏡(SEM)觀察薄膜表面形貌和截面特征,介電阻抗測試儀測試薄膜介電性能。主要成果如下:
1. Ce
2、摻雜主要提高薄膜介電調(diào)諧率,Mg摻雜主要降低薄膜介電損耗, Ce/Mg(3 mol%)(首層1 mol%Ce摻雜,2~6層3 mol%Mg摻雜)摻雜BST薄膜介電常數(shù)小于330,40 V偏壓和100 kHz時,薄膜介電調(diào)諧率達到31.37%,薄膜介電損耗低于1.2%,優(yōu)質(zhì)因子為30.75。
2.將高介電調(diào)諧率Mg/Ce(奇數(shù)層3 mol%Mg摻雜,偶數(shù)層1 mol%Ce摻雜)交替摻雜BST薄膜優(yōu)化為Ce/Mg(奇數(shù)層Ce摻雜,
3、偶數(shù)層Mg摻雜)交替摻雜BST薄膜后具有更好的介電性能。Ce/Mg(1 mol%Ce摻雜,3 mol%Mg摻雜)交替摻雜BST薄膜在20 V偏壓和100 kHz下,介電調(diào)諧率達到63.55%、介電損耗低于1.75%,優(yōu)質(zhì)因子達到77.5。在40 V偏壓下,介電調(diào)諧率和優(yōu)質(zhì)因子分別達到71.77%和86.47。
3.將低介電損耗Mg/Ce(奇數(shù)層10 mol%Mg摻雜,偶數(shù)層1 mol%Ce摻雜)交替摻雜 BST薄膜優(yōu)化為 Ce
4、/Mg交替摻雜 BST薄膜后具有更高的耐壓能力。Ce/Mg(1 mol%Ce摻雜,10 mol%Mg摻雜)交替摻雜BST薄膜耐壓達到40 V。在偏壓20 V和100 kHz時,其介電調(diào)諧率為34.68%,介電損耗低于1.18%,優(yōu)質(zhì)因子為38.97,較Mg/Ce交替摻雜BST薄膜的介電損耗進一步降低。在40 V偏壓時, Ce/Mg交替摻雜BST薄膜的介電調(diào)諧率和優(yōu)質(zhì)因子分別達到51.50%和58.52。
4.通過細化薄膜表面晶
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