用于微執(zhí)行器的PZT壓電薄膜制備與表征.pdf

1、本文采用溶膠凝膠法制備PZT壓電薄膜，并對(duì)其晶向結(jié)構(gòu)，表面形貌，介電性能進(jìn)行表征。分析了退火溫度、溶膠凝膠體鉛含量與退火時(shí)間對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)形成的影響。XRD與SEM測(cè)試結(jié)果表明，旋涂鉛過(guò)量30％的PZT溶膠凝膠于550℃中退火10min后，只有很小一部分焦綠石相開(kāi)始轉(zhuǎn)化為疏松鈣鈦礦結(jié)構(gòu);于600℃或者更高溫度退火10min后薄膜得到完全鈣鈦礦結(jié)構(gòu);在退火溫度大于600℃時(shí)，溶膠凝膠體中鉛量過(guò)量20％可消除焦綠石相;在鉛含量充足的條件下，如

2、果退火處理時(shí)間不足也無(wú)法完全得到鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。退火溫度越高，晶粒越大，而晶界數(shù)量減少。不同的熱處理工藝制備PZT薄膜需要考慮不同的退火溫度與退火時(shí)間。
　　研究了PZT薄膜晶向生長(zhǎng)的影響因素，包括熱分解有機(jī)物溫度、熱分解膜厚度與下電極熱處理?xiàng)l件。(100)取向度較高的PZT薄膜通過(guò)改變熱分解膜的厚度得到。介電性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)(100)取向度較高的PZT薄膜介電性能要優(yōu)越多晶PZT薄膜。在第三章的最后提出(100)取向的柱狀結(jié)構(gòu)與晶向雜亂

3、結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)模型。
　　在本文第四章，采用溶膠凝膠法制備摻雜鐿、錳、鍶金屬離子的PYZT、PMZT、PSZT薄膜，表征其晶向結(jié)構(gòu)，極化性能與介電性能。XRD測(cè)試結(jié)果表明，摻雜鐿0.01 mol的薄膜XRD衍射角大小變化較大;相比較于未經(jīng)摻雜的薄膜晶向，摻雜錳和摻雜鍶的薄膜晶向變得雜亂;
　　摻雜鐿0.01mol，0.02mol與0.03mol的薄膜介電性能測(cè)試結(jié)果表明:在LCR驅(qū)動(dòng)頻率為0.011kHz時(shí)，摻雜0.01mol后

4、薄膜介電常數(shù)提高18.9％;而隨著摻雜鐿量增加為0.02mol和0.03mol后，薄膜介電常數(shù)開(kāi)始下降;摻雜鐿薄膜的P-E曲線表明薄膜的極化性能隨著摻雜量的增加而降低;摻雜0.01 mol錳的薄膜介電性能與P-E曲線測(cè)試結(jié)果顯示:在LCR驅(qū)動(dòng)頻率為0.011kHz時(shí)，摻雜0.01mol后薄膜介電常數(shù)提高31％，并且其介電損耗增加;而剩余極化強(qiáng)度與矯頑場(chǎng)強(qiáng)有所下降;摻雜0.02mol鍶的薄膜介電性能與P-E曲線測(cè)試結(jié)果顯示:在LCR驅(qū)動(dòng)頻