一、退火工艺对BST薄膜电学性能的影响（论文文献综述）
黄灿[1]（2021）在《镧掺杂锆钛酸铅体系介电材料的电光效应机制和储能性能调控》文中研究说明随着现代光通信领域的迅速发展,对光通信技术和器件提出了越来越高的要求,甚至提出了未来光通信实行全光系统的愿景。光交换器件是全光系统中最关键的器件,依赖高速电子组件作交换或路由等处理的机械式光开关器件端口少、响应速度慢、集成度低,传统的电光材料,如铌酸锂,电光系数小、半波电压高,无法满足未来全光通信的应用要求。为了解决这一难题,本研究以掺镧锆钛酸铅（PLZT）电介质材料为研究对象,通过调控成分和制备工艺研制出具有优良电光效应的PLZT薄膜电介质材料,并阐明了其产生电光效应的机制。PLZT电介质材料除了具有大的二次电光系数、光学性能优良外,还具有优异的介电性能。PLZT陶瓷粒子通过与聚偏氟乙烯（PVDF）复合,可得到柔性好、储能密度大的电介质材料,满足电子元器件轻量化、微型化的需求。本研究合成了零维（0D）、一维（1D）和二维（2D）的PLZT填料,采用流延法制备了不同维度PLZT填料的PLZT/PVDF复合薄膜,系统研究了其介电性和储能性能。并通过理论模型,解释了不同维度的PLZT填料对复合薄膜介电性的影响。主要研究内容和结论如下:（1）以PLZT（9/65/35）为研究对象,采用微波烧结实现了PLZT陶瓷的低温快速烧结,降低了烧结温度200°C,将保温时间从3 h降低到20 min。微波烧结制备的PLZT陶瓷更加致密、均匀,晶粒尺寸细小,晶界明显,孔隙率较小。为解决Zr4+和Ti4+的扩散能力较低,且难以在分子水平上均匀混合的问题,通过采取部分共沉淀法制备PLZT粉体,改善了PLZT原料粉体的烧结活性。制备的PLZT（9/65/35）陶瓷相对密度达到96.5%,相对介电常数εr为3895,介电损耗tanδ为0.029,透明度高,其透光率为53.8%。（2）为进一步提高PLZT透光性,采用等离子体退火方法制备出了表面平整、光滑、均匀、无裂纹的PLZT薄膜,其最高透光率为89.2%。通过La掺杂量的变化,探究了La掺杂引入的缺陷对PLZT（x/65/35）薄膜性能的影响机制。当La含量为9%时,PLZT（9/65/35）薄膜的电滞回线表现出二次型特征,具有纤细的电滞回线和较低的剩余极化强度（18.2μC/cm2）。薄膜的光学性能好,吸收系数接近于0,禁带宽度大（～3.6 e V）。设计了PLZT薄膜光波导,光波导的插入损耗小于5 d B。（3）为提高PLZT薄膜的光学性能和二次电光性能,采用改进的溶胶-凝胶法,通过多层旋涂和层层等离子退火工艺在ITO/Si O2导电玻璃基底上制备了高质量、性能优异的PLZT（x/65/35）薄膜。该工艺消除了层间热应力,减少了每层薄膜之间的缺陷。薄膜的结构特征显示了（110）择优取向,最高透光率为93.8%,表面粗糙度约为1 nm。对二次电光效应测试系统进行了改进,简化了光路结构,得到了薄膜的二次电光系数,通过该系统获得制备的PLZT电光薄膜的最大二次电光系数为3.54×10-15 m2/V2。基于优异的二次电光效应制备出PLZT电光调制器,该调制器的插入损耗小,3 d B带宽约为65 GHz,其半波电压VπL为7.4 V·cm,有望应用于未来全光通讯系统中,实现电压快速切换光信号或进行光信号的调制。利用压电响应力显微镜（PFM）技术,研究了内部铁电畴随着外加电场转向变化的过程,结果表明:在电场作用下,90°畴的运动和转向影响了PLZT薄膜的压电响应并决定其二次电光系数的大小,材料内部90°畴区域越多,压电和电光效应越强。（4）采用溶液流延法制备了不同体积分数PLZT填料的PLZT/PVDF复合薄膜,陶瓷填料粒子PLZT的加入有效地提高了复合薄膜的介电常数,使介电常数从纯PVDF膜的8.0增大到12.03,得到了能量密度为7.18 J/cm3的PLZT/PVDF复合薄膜。制备了不同维度的PLZT填料,通过表面改性的方式改善了陶瓷填料粒子与高分子的相容性,得到了不同填料维度的PLZT/PVDF复合膜。通过改进拓展Maxwell-Garnet理论模型,推导得到不同维度填料复合材料的介电模型,并根据该模型计算了不同维度PLZT填料复合薄膜的介电常数,其结果与实际吻合较好。随着填料维度的增加,复合薄膜表现出更加优异的介电和储能性能,其中2D的PLZT填料制备的PLZT/PVDF复合薄膜的介电常数最大,为19.76,储能密度也最大,达到13.86 J/cm3。
刘晶晶[2]（2021）在《基于ALD制备HfxZr1-XO2铁电薄膜及其电学性能的研究》文中研究说明铁电薄膜材料在微电子行业各个领域中都有着广泛的应用,比如锆钛酸铅（PZT）、钛酸锶钡（BST）等众多钙钛矿型结构的铁电材料早已被大量应用于记忆存储的电子器件中。但是,将铁电材料应用在硅基存储器上仍然面临着一些问题的困扰,例如缩放极限和不兼容的CMOS技术等。HfxZr1-xO2系列（HZO）铁电薄膜因其高介电常数、强铁电极化、良好的Si工艺兼容性与易于制备纳米级厚度薄膜等优点,引起了微电子领域研究人员的广泛关注。本文对HfxZr1-xO2铁电薄膜积极开展研究,以便将其更好地应用于半导体器件中。论文中主要研究的工作包括以下3个方面:1.HfO2与ZrO2薄膜的制备与研究,为HfxZr1-xO2薄膜的制备奠定基础。基于原子层沉积（ALD）技术,分别生长了ZrO2与HfO2薄膜,对薄膜微观结构进行分析。从XPS图谱中观察到典型的Hf4f、Zr3d和Ols的特征峰,利用软件进行拟合,发现薄膜中O元素主要以Hf（Zr）-O键的化合态而存在;XRD图谱表明制备的ZrO2与HfO2薄膜存在明显的衍射峰,处于结晶状态。其次,对制备的ZrO2薄膜进行电学性能分析,可以发现外加电压在-2V到2V之间时,薄膜漏电流在10-7A/cm2以下,绝缘性良好。2.研究不同电极结构与薄膜厚度对Hf0.5Zr0.5O2电学性能的影响。通过原子层沉积（ALD）技术实现膜厚的精确控制,制备了不同电极结构(TiN/Hf0.5Zr0.5O2/TiN,TiN/Hf0.5Zr0.5O2/Pt,Pt/Hf0.5Zr0.5O2/Pt)以及不同铁电层(Hf0.5Zr0.5O2)厚度的金属-铁电绝缘体-金属电容器,研究其微观结构及电学特性。结果表明,以TiN作为底部接触金属,生长的薄膜具有随机的晶体取向,正交相衍射峰相对较强。同TiN/Hf0.5Zr0.5O2/Pt,Pt/Hf0.5Zr0.5O2/Pt电容器件相比,TiN/Hf0.5Zr0.5O2/TiN结构器件具有更高的铁电剩余极化和抗疲劳特性。当铁电层薄膜厚度从10nm增至30nm时,表面平整度变差,铁电性能下降,介电系数减小。因此,为获得较大极化强度和介电常数,应对其厚度进行控制优化。3.在上述TiN/Hf0.5Zr0.5O2（10nm）/TiN薄膜结构的基础上,进一步研究了Zr含量（0.4-0.7）、Al2O3介质层及退火条件对HZO薄膜电学性能的影响。实验发现,适当增加Zr含量（X=0.4）,插入2nm氧化铝介质层,增加退火温度均可以提高HZO的剩余极化值,改善薄膜的铁电性能。
白晓园[3]（2020）在《单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究》文中认为薄膜体声波（Bulk Acoustic Wave,BAW）滤波器凭借体积小、高频率和可集成的优势已经应用于4G等通信技术中,随着5G通信技术的发展,通信技术对射频滤波器有了新的性能要求,要求向大带宽发展。BAW谐振器作为BAW滤波器的主要组成单元,其机电耦合系数直接影响着BAW滤波器的带宽,而BAW谐振器的机电耦合系数主要由压电薄膜的机电耦合系数决定,因此BAW谐振器及其采用的压电材料一直吸引着学术界和企业界的研究热潮。然而目前应用的Al N材料体系BAW谐振器的机电耦合系数较低（kt2<7.5%）,常用作窄带滤波器（相对带宽<4.3%）,无法满足5G滤波器大带宽（相对带宽>8%）的应用需求,因此制备具有高机电耦合系数的压电材料和高机电耦合系数的BAW谐振器是至关重要的。针对这一现状,本论文重点开上展了单晶压电材料的切型研究,单晶压电薄膜的制备与表面改性处理研究,以及薄膜体声波谐振器的制备研究等内容,主要研究内容总结为以下几方面:（1）进行了谐振器功能层的设计,提出选择LiNbO3（LN）单晶薄膜作为BAW谐振器的压电层,建立了一种新的方法分析不同切向LN材料的kt2和谐振模态;并通过分析电极种类、形状等对谐振器谐振模态、谐振频率的影响,选择Al和不规则五边形作为谐振器的电极和电极形状。重点采用欧拉角变换和有限元方法仿真分析了不同切向LN的机电耦合系数变化以及谐振模态特征,获得了LN材料机电耦合系数随Y切不同旋转角度的变化趋势,为后续BAW谐振器制备进行切型的选择奠定了理论基础。（2）基于离子注入剥离技术（Crystal-Ion-Slicing,CIS）进行了两种不同切向LN单晶薄膜的制备,重点验证了该工艺对Y切不同旋转角度LN薄膜制备的适用性和兼容性。该方法制备的两种单晶薄膜均具有较好的结晶质量,且薄膜厚度均匀,但是薄膜表面粗糙度较大。因此,本论文重点采用了一种非接触式离子抛光技术—低能Ar+辐照,对薄膜进行表面改性处理,结果表明该离子辐照技术不仅可以有效降低薄膜表面粗糙度,还能移除由注入导致的表面损伤层。而且表面处理后LN薄膜的电学性能得到了明显的提升,表明了此方法制备的LN单晶薄膜较好地延续了LN单晶块材的性能。（3）为了获得高机电耦合系数的BAW谐振器,本论文提出了43°Y切LN薄膜作为压电层,该切型LN机电耦合系数达到23%,是目前应用的Al N材料机电耦合系数的3倍以上。然后采用CIS技术制备了基于43°Y切LN单晶薄膜的空腔型薄膜体声波谐振器,谐振器机电耦合系数约为14.7%,是目前应用谐振器机电耦合系数的2倍左右,但是存在谐振腔上方膜层翘曲的问题。（4）为了进一步提升BAW谐振器的性能,本论文对固体装配型薄膜体声波谐振器（Solidly-Mounted-Resonator,SMR）进行了制备研究,重点建立了两种布拉格反射层集成技术:正向生长技术和反向生长技术,并分别研究了两种集成技术对谐振器性能的影响。正向生长技术中,采用在衬底表面自下而上生长布拉格反射层,在该结构中提出采用聚并环丁烯（Benzocyclobutene,BCB）作为声学反射层的概念来提升对声波的反射效率。反向生长技术中,采用在注入片表面自上而下生长布拉格反射层,制备的BAW谐振器机电耦合系数可达20%,是目前应用BAW谐振器机电耦合系数的2倍以上。综上,本论文提出了特殊切型LN单晶薄膜作为BAW谐振器的压电层,并验证了离子注入剥离技术对Y切不同旋转角度LN单晶薄膜制备的适用性与兼容性。基于该技术成功制备了薄膜体声波谐振器,器件机电耦合系数达到20%,是目前商用BAW谐振器机电耦合系数的2倍以上。
卫凯龙[4]（2020）在《高储能密度薄膜电容器中钛酸锶钡和铌酸锌铋的制备及其特性研究》文中指出虽然风能、太阳能、潮汐能等新能源被转化为电能缓解了能源危机,但电能储存技术问题一直没有解决。电容器是电能存储的核心单元,传统电容器因为其体积大,储能密度低且损耗大已经严重阻碍了上述行业的发展。高储能密度薄膜电容器中介电薄膜材料介电常数大、损耗较低且击穿电压高,可以使储能电容器体积更小,储能密度更大且使用寿命更长。本文通过溶胶-凝胶法制得了两种可用于薄膜电容器中的介质薄膜钛酸锶钡和铌酸铋锌。钙钛矿结构的钛酸锶钡Ba0.5Sr0.5TiO3（BST）和焦绿石结构的铌酸铋锌Bi1.5ZnNb1.5O7（BZN）介质薄膜材料都具有介电常数高、正切损耗低、储能密度大和透光率高等优点。在制备BST介质薄膜和BZN介质薄膜时,研究了不同退火温度对BST的结构与性能的影响和前驱液pH值对BZN的结构与性能的影响,建立了材料组分、晶体结构、介电性能、储能密度与透过率之间的联系。主要研究内容和结果如下:（1）采用改进的溶胶-凝胶法在FTO玻璃基底上制备了BST介质薄膜,解释了溶胶形成过程中的CA-EG的缩聚反应,研究退火温度对其晶体结构、电学性能的影响。退火温度为600℃时,BST薄膜XRD衍射峰的相对强度最大,半高峰最窄,结晶程度最高,此时薄膜元素XPS图谱的结合能偏移量最小,结合能相位差最接近理论值,介电性能测试中发现此时薄膜有最好的电学性能,介电常数为80,最高电压击穿强度值为1.85MV/cm,最小的正切损耗为0.008,最高储能密度为1.21 J/cm3,最高平均光学透过率为87.2%。（2）在FTO玻璃基底制备BZN介质薄膜时,使用Nb2O5代替常用的乙醇铌,降低了Nb溶液的成本,还优化了Nb-CA工艺。通过柠檬酸和氨水控制前驱液的pH值,研究前驱液pH值对其晶体结构、电学性能和光学性能的影响。测试发现前驱液pH=5时,BZN薄膜XRD衍射峰的相对强度最大,半高峰最窄,结晶程度最高,薄膜元素XPS图谱的结合能偏移量最小,结合能相位差最接近理论值,此时的BZN薄膜具有最好的电学性能,介电常数为120,损耗正切为0.003,调谐率为14.8%,储能密度值为9.82×10-2 J/cm3,平均光学透过率为87.2%。
谢鹃[5]（2020）在《Bi基钙钛矿型电介质薄膜材料设计及其储能特性优化》文中研究表明脉冲功率技术的发展和集成电路小型化的趋势对储能电容器用电介质材料的性能参数提出了更加严苛的要求,要求材料具有更高放电储能密度和储能效率。与块体陶瓷相比,陶瓷薄膜因尺寸效应显着提高了耐压性能而极化强度被大打折扣,导致储能密度提高幅度依然有限,在此,期待在陶瓷薄膜中开发出一种具有高极化强度的薄膜基体进一步提升电介质材料的储能密度。本课题选择高极化强度的名义组分Bi Mg0.5Ti0.5O3为研究对象,实验证实了在620℃-700℃热处理温度范围内均可获得单一立方钙钛矿相结构薄膜,在640℃热处理温度下薄膜电学性能最优,击穿电场900 k V/cm下极化强度高达106μC/cm2,放电储能密度为26 J/cm3,在此基础上通过薄膜组分调控和结构设计优化了电介质薄膜的储能性能。1.通过组分调控对铋镁钛薄膜基体的性能进行优化:（a）非化学计量比Bi富余弥补热处理过程中挥发的Bi减少了氧空位浓度,然而并未见明显的电学性能改善,仍然是在Bi含量为1.0时获得最优储能性能;（b）根据储能方程可知击穿强度是影响储能密度的关键参数之一,采用非化学计量比Mg过量和Zr替换Ti制备获得了均匀细晶结构的电介质薄膜以期提高耐压强度。研究表明Mg过量引入并未改变基体薄膜的相结构但显着细化了薄膜的晶粒,从而较大幅度提高了薄膜的耐压强度。当Mg含量由0.5增加到0.56时,薄膜耐压强度由900 k V/cm增加到了1800 k V/cm,提升了2倍,同时获得了最优的放电储能密度值44.14 J/cm3,而储能效率整体变化不大（50%-60%）。相似地,Zr置换Ti稳定了薄膜的晶体结构导致介电常数和极化强度降低,但大大提高了薄膜的耐压强度。在Zr含量为0.09时,放电储能密度高达67 J/cm3是基体薄膜的3倍。Zr的引入对击穿电场下的储能效率影响不大（50-61%）。2.通过界面结构设计优化铋镁钛薄膜的性能:首先本课题基于异质界面设计提高耐压强度的目的设计了Ba0.7Sr0.3TiO3（BST）/Bi Mg0.5Ti0.5O3（BMT）异质薄膜,但由于低介电常数BST薄膜层的引入显着弱化了异质结构薄膜极化强度导致最终的储能性能并未得到改善。其次,通过在薄膜中加入过量的Ti形成类似于玻璃陶瓷结构的薄膜,即在高极化强度的晶相中引入了具有高耐压强度的非晶相优化了薄膜的耐压性能。当Ti含量为0.65时薄膜内出现非晶相且薄膜晶粒被显着细化,在Ti含量为0.75时获得最佳储能性能,5000 k V/cm的击穿电场强度下放电储能密度高达126 J/cm3。储能效率随着Ti含量的增加逐渐升高与漏电流的变化趋势相同,当x≤0.65时,薄膜的漏电流随着Ti含量的增加而逐渐减小,但是随着Ti含量的进一步增加,漏电流变化并不明显,可能是因为薄膜内非晶相的出现提高了电阻率减小了漏电流。漏电流与电压的数据拟合出的直线斜率接近1,表明薄膜的漏电机制为欧姆电导。为了进一步揭示储能薄膜性能的影响因素及各个参数之间的关系,首先,本研究采用饱和极化强度随电场的变化来表示极化饱和的延迟效应,热处理温度过高和Bi含量的增加并不利于极化饱和的延迟,而Mg含量、Zr含量、BST插入层数和Ti含量的增加则可以有效延迟极化饱和。其次,通过不同条件和不同组分薄膜耐压强度与界面个数的关系揭示了界面效应,异质结构设计薄膜即BST薄膜层的插入和Ti过量导致薄膜内界面数量的增加对耐压性能的提高颇有助益。再者,通过击穿电场下的饱和极化强度与剩余极化强度的差值(Pmax-Pr)、击穿电场和放电储能密度随各个变量（热处理条件、Bi含量、Mg含量、Zr含量、BST插入层数和Ti含量）的变化关系揭示了放电储能密度的大小取决于极化强度和耐压强度的协同效应。
邱宇[6]（2020）在《Al掺杂的Hf0.5Zr0.5O2的极化特性研究》文中认为微电子集成电路的集成度随着微电子技术的飞速发展而持续提高,过渡金属氧化物HfO2和ZrO2因其高介电常数以及与Si晶格优良的匹配性被广泛应用于场效应管栅介质层,取代了传统的SiO2材料,缩小器件的特征尺寸。HfO2基薄膜铁电性的发现很大的推进了硅基铁电存储器的发展,相比于传统的钙钛矿型铁电材料如PZT、BST,它与CMOS器件的兼容性好,并且较小厚度时保证器件的非易失性,有利于器件的微型化和IC集成度的提高。目前研究结果表明,掺杂Zr元素能够在室温下稳定HfO2薄膜的铁电性,当Hf与Zr的原子比为1:1时(即Hf0.5Zr0.5O2)薄膜铁电性最强。最近,在掺杂Si或Al的Hf0.5Zr0.5O2中发现了明显的铁电（FE）和反铁电（AFE）,表明Si和Al在较小程度上可以促进四方相的形成。本文的研究工作主要包括以下内容:1.采用脉冲激光沉积技术,系统研究了生长工艺参数以及热处理工艺对Al掺杂Hf0.5Zr0.5O2薄膜的影响。结果表明:Al:Hf0.5Zr0.5O2薄膜的剩余极化强度随氧分压的升高出现类似凸函数的先变大后变小的变化走向;对薄膜的铁电性能有促进作用的正交相衍射峰在衬底温度为400℃时最强,剩余极化强度相对较高;薄膜厚度增加,正交相衍射峰变弱,漏电流密度减小。氮气中快速退火薄膜的结晶质量明显变好,退火温度升高使得薄膜漏电流密度变大,表面粗糙度下降。2.在最佳生长工艺条件及热处理工艺下制备TiN/1.03mol%Al:Hf0.5Zr0.5O2/TiN结构薄膜电容器,对其进行微观结构及电学性能方面的测试。结果表明:薄膜表面晶粒尺寸小且均匀,足够小的晶粒尺寸防止形成稳定的单斜晶相。薄膜样品在4V与10V测试电压下的剩余极化强度分别为17.2μC/cm2与23.1μC/cm2,薄膜漏电流密度在10-6量级。3.通过改变Hf0.5Zr0.5O2薄膜中Al的含量,调整工艺参数得出未掺杂、2.04mol%Al掺杂以及4.00 mol%Al掺杂的Hf0.5Zr0.5O2薄膜的最佳生长条件。4.对不同Al含量Hf0.5Zr0.5O2薄膜的结构与电学性能分析,结果表明:薄膜是多晶相结构,随着Al掺杂浓度的增加与退火温度的降低,单斜相峰值逐渐降低,四方相更加稳定;电滞回线收缩,剩余极化减少。当Al含量增加到一定程度,薄膜具有反铁电的双电滞回线,是由于薄膜在电场的作用下发生了可逆的正交相到四方相的相变,并且在金属/电介质界面处的氧空位将捕获电荷而使得薄膜内部存在偏置电场。对于不同浓度的Al:Hf0.5Zr0.5O2薄膜电容器具有不同趋势的场循环行为,随着Al含量增加至4.00 mol%,Hf0.5Zr0.5O2薄膜具有显着的唤醒效应,它与薄膜中氧空位的重新分布有关。与未掺杂的Hf0.5Zr0.5O2铁电薄膜相比,利用Al掺杂诱导出反铁电性对于制造高储能的超级电容器非常有利。
王兴[7]（2020）在《择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究》文中进行了进一步梳理锆钛酸铅（PZT,Pb（ZrxTi1-x）O3）是信息功能陶瓷材料领域里重要的一类铁电压电材料,具有优异的压电性能和工艺稳定性。PZT薄膜能够实现电能与机械能之间的高效相互转换,在小型化和集成化的薄膜器件中展现出广阔的应用前景。值得注意的是,多晶取向的PZT薄膜往往表现出较小的压电系数和较低的剩余极化强度,从而制约了 PZT薄膜在器件中的高效应用。因此,探索择优取向PZT薄膜的制备工艺条件,对获得满足器件使用需求的高性能PZT压电薄膜至关重要。本论文基于射频磁控溅射和溶胶凝胶两种方法,制备了应用于压电复合振动板的（100）择优取向的PZT压电薄膜,并对薄膜进行了晶向、微观形貌、电学性能以及抗疲劳性能表征分析,优化了磁控溅射法制备PZT压电薄膜的工艺条件,通过溶胶凝胶法研究了掺杂改性与多层薄膜工艺对PZT薄膜性能的影响。在PZT薄膜应用方面,建立了压电复合振动板结构耦合振动解析模型,制作了 PZT/Cu/SiO2压电复合振动板并进行了实验测试。本工作的研究内容与成果包括以下几个方面:（1）研究了 Pt底电极的沉积温度和原位退火温度对其晶向、晶粒尺寸和表面形貌的影响,分析了不同工艺条件下制备的Pt底电极对PZT薄膜的结晶取向与微观结构的影响规律。实验结果表明,对室温生长的Pt底电极进行200℃原位退火30 min,有利于生长（100）择优取向的PZT薄膜,而高温沉积或经高温原位退火的Pt底电极促进PZT薄膜沿（111）择优取向。研究了 Ti-Pt合金电极中Ti含量对PZT薄膜晶向转变、微观结构和电学性能的影响。结果显示,随合金层中Ti含量增加,PZT薄膜的择优取向从（100）转变为（111）。当Ti-Pt溅射功率比为12.5 W/150 W时,适量的Ti可以促进薄膜呈现最强的（100）峰和最弱的（111）峰,并表现出最低的氧空位浓度,促使薄膜具有最大的介电常数（εr）和改进的剩余极化强度（Pr）。Ti-Pt合金底电极的制备将进一步拓宽PZT压电薄膜底电极的选择范围。（2）研究了磁控溅射沉积工艺条件和退火工艺条件对PZT薄膜性能的影响。提出了一种补偿PZT薄膜Pb损失的新方法。通过引入Pb过量Pb1+x（Zr0.40,Ti0.60）O3种子层,可以补偿后溅射PZT薄膜的Pb损失,x=0.2时薄膜的（100）择优取向度明显增强。同时XPS分析发现,Pb1.2（Zr0.40,Ti0.60）O3种子层可以降低薄膜氧空位浓度,缓解畴壁钉扎,故可提高薄膜的压电系数（d33=105.8 pm/V）。该方法具有重复性好、易操作等优势,将为磁控溅射法制备1 μm厚的高性能PZT压电薄膜提供实际的工艺技术。（3）提出了一种基于 0.3Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-0.7Pb（Zr0.52Ti0.48）O3/Pb（Zr0.52Ti048）O3 多层异质薄膜的磁控溅射新工艺。实验发现薄膜性能依赖于异质界面数量和晶体生长模式。由于异质界面应变的作用以及高度致密的柱状晶粒,具有5个异质界面（H5）的多层异质薄膜在0.1 kHz下的εr和介电损耗（tanδ）分别为1034.9和0.039,2Pr达到21.6 μC/cm2。同时,H5的压电系数（e31）达到8.2 C/m2,比单一组分的PZT薄膜增大3.5倍。（4）采用溶胶凝胶法制备了不同浓度铕（Eu）掺杂和镧（La）掺杂的PZT压电薄膜,研究了掺杂离子浓度对薄膜晶向转变、微观结构和电学性能的影响。当Eu掺杂浓度为2%时,PEZT薄膜的εr达到1571,Pr和矫顽场强（Ec）分别为20.5 μC/cm2和41.8 kV/cm。而对于掺杂浓度为2%的PLZT薄膜,当Zr/Ti为60/40时,薄膜具有最优的（100）择优取向和介电性能,并且150 kV/cm下的漏电流密度仅为8.63×10-8 A/cm2。（5）提出了一种不同铅过量PZT多层压电薄膜制备工艺新方法。研究了Pb1.25（Zr0.52,Ti0.48）O3和Pb1.1（Zr0.52,Ti0.48）O3的不同层数比（m/n）对多层PZT薄膜性能的影响。结果显示,当m/n为1/3时,多层PZT薄膜在1 kHz下的介电常数达到1873,比Pb1.1（Zr0.52,Ti0.48）O3薄膜提高92%,漏电流密度比Pb1.25（Zr0.52,Ti0.48）O3降低一个数量级。电性能改善的根本原因在于1/3的堆叠顺序可以抑制铅损失引起的氧空位,促进畴壁运动。（6）制作了PZT/SiO2压电复合振动板,分析了有无“弹簧结构”的振动板结构形式对输出振幅的影响规律。相比无“弹簧结构”振动板,有“弹簧结构”能够有效提升压电复合振动板振动幅度,抑制残余振动。建立了压电复合振动板结构耦合振动解析模型,分析了压电复合振动板中性面位置对其等效载荷和输出振幅的影响:当基板厚度接近PZT薄膜厚度时,压电复合振动板结构中性面位于基板和压电薄膜接触面附近,等效载荷和输出振幅显着增加。制作了 PZT/Cu/SiO2压电复合振动板,振动测试表明,PZT/Cu/SiO2振动板的输出振幅较PZT/SiO2提高一倍。该耦合振动解析模型将为新型压电复合振动板的设计与制作提供理论依据和工艺方法。
薛烨[8]（2020）在《基于有机空穴传输层的高性能硫化铅量子点太阳能电池》文中研究指明近十年来,硫化铅（PbS）量子点太阳能电池的效率进展主要受益于电子传输层（ETL）和量子点活性层的改进和优化,对空穴传输层（HTL）的研究相对较少。目前主流的高效电池器件均采用以乙二硫醇为配体的PbS量子点（PbS-EDT）作为空穴传输层。而PbS-EDT已经广泛被证明具有引入额外缺陷、制备工艺复杂、不利于大面积制备等缺点。为解决上述技术难题,有机共轭聚合物材料作为潜在的新型HTL被应用于PbS量子点电池,但是电池效率与基于PbS-EDT的器件还存在一定差距。因此,急需开发新型高效的有机聚合物材料来进一步提升PbS量子点太阳能电池性能。基于以上目标,本论文主要通过分子化学结构调控来实现高性能有机共轭聚合物的制备,进一步通过器件界面工程和活性层形貌优化来提升器件的稳定性,最终获得了高效稳定且工艺流程简易化的PbS量子点太阳能电池。主要研究工作如下:（1）基于共轭聚合物空穴传输层的PbS量子点太阳能电池制备及光伏性能的研究。我们选用四种新型有机共轭聚合物作为空穴传输层,分别为PBDB-T、PBDB-T（Si）、PBDB-T（S）、PBDB-T（F）。四种共轭聚合物具有相同的分子主链结构,差别在于聚合物的侧链。我们引入不同的侧链,在保证溶解性的基础上,调控聚合物的能级、迁移率等本征性质,并探究材料的相关性质对量子点器件性能的影响。通过对器件制备工艺的优化,基于氟（F）原子取代的PBDB-T（F）的PbS量子点电池实现了最高11.2%的光电转换效率,这也是目前基于有机HTL的PbS量子点太阳能电池文献报道最高效率。同时,相比基于PbS-EDT的电池（10.6%）效率显着提升,体现分子设计在提升聚合物空穴传输层性能方面的优势和潜能。（2）界面调控对提升基于共轭聚合物空穴传输层的PbS量子点太阳能电池稳定性的研究。虽然基于PBDB-T（F）的量子点电池取得了较高的效率,但是器件的稳定性非常不理想。通过系统的器件表征,我们发现稳定性的降低主要因为碘离子迁移而破坏电极。为解决上述问题,我们设计了一种新型的器件结构,利用一层超薄的有机短链配体交换的PbS量子点薄膜（PbS-BST,BST为正丁硫醇）作为碘离子阻挡层插入PbS活性层和有机HTL之间。加入阻挡层的量子点器件最高效率为10.4%,与标准器件（10.6%）相当。器件的稳定性得到显着提升,在氮气环境未封装条件下,经过1200小时老化后的效率依然能保持初始值的94%。（3）活性层调控对提升基于共轭聚合物空穴传输层的PbS量子点太阳能电池稳定性的研究。我们也尝试其他实验路径来提升基于有机HTL的PbS量子点电池稳定性。我们发现使用简单的热退火工艺对PbS活性层形貌进行优化,可以有效的抑制碘离子的迁移扩散,从而在简化工艺的同时实现了提升器件稳定性的目的。经过系统优化,当使用60℃ 60mins的热退火条件时,PbS量子点电池能实现最高10.3%的光电转换效率,同时经过360小时老化后器件的效率依然能保持初始值的90%。有机共轭聚合物空穴传输材料的引入为获得高效而稳定的PbS量子点太阳能电池提供新的可能。鉴于有机半导体材料是一种绿色光伏材料,具有带隙和能级可调、分子结构可化学修饰等众多优势,应用有机空穴传输材料的PbS量子点太阳能电池有巨大的发展潜能,通过进一步开发有望突破目前量子点太阳能电池的最高效率。
李宗鑫[9]（2020）在《溶胶凝胶法制备BiAlO3基储能薄膜及性能研究》文中研究说明在小型电力设备中,电容器储能技术因其储能密度高,温度稳定性好,对环境的污染较小等而被广泛应用。薄膜电介质薄膜材料因其独特的优点被人们广泛关注。与块体材料相比,薄膜材料因为结构致密,内部的晶格缺陷和杂质缺陷较少,从而具有较高的击穿强度。本文选用BiAlO3材料,通过溶胶凝胶制备技术,将BiAlO3前驱体溶液旋涂在Pt/Ti/Si O2/Si基板上,并进行退火处理,即得到BiAlO3薄膜。研究退火温度、退火方式、薄膜厚度、Mn元素掺杂对BiAlO3薄膜的物相结构、表面形貌,介电性能和储能性能的影响,得到最佳退火工艺,并探讨其提高击穿强度和储能性能的机制。通过控制退火温度,调控BiAlO3薄膜物相结构。随着温度从450℃升高至550℃,铝酸铋薄膜结构的转变是从非晶态到微晶再到晶态,薄膜表面变得越来越粗糙,通过AFM测试,铝酸铋薄膜表面粗糙度从0.3 nm增加到4.52 nm,不同退火温度（450℃、500℃、550℃）下的BiAlO3基薄膜的储能密度分别为7.3J/cm3,17.0 J/cm3和2.9 J/cm3。在500℃薄膜获得最大储能密度,这是因为此时薄膜处于一种非晶态和晶态共存的一种状态,细小的BiAlO3晶粒分布在非晶态形成的网状结构中。所以,选择500℃作为溶胶凝胶法制备BiAlO3薄膜的最佳退火温度。选择一次退火和层层退火两种不同退火方式分别制备BiAlO3薄膜。研究表明,相比于层层退火,一次退火制备的BiAlO3薄膜具有更高的击穿强度,此时薄膜的储能密度提高至21.6 J/cm3。这是因为一方面采用一次退火方式,薄膜所获得的能量更小,使得薄膜内部含有更多非晶态的BiAlO3铝酸铋;另一方由于采用层层退火制备薄膜的时间过长,铝酸铋的前驱体溶液老化时间不同,导致铝酸铋薄膜层与层之间的成分与结构更不均匀,从而导致了一次退火制备的铝酸铋薄膜具有更高的击穿强度。通过旋涂不同层数（4层,6层,8层）,获得不同厚度的BiAlO3薄膜,其厚度分别为82 nm、109 nm和150 nm。BiAlO3薄膜击穿强度随着厚度的增大先增大后减少,在厚度为109 nm时,BiAlO3薄膜获得最大击穿强度（3737 k V/cm）。这归功于厚度过低时,薄膜中非晶态的BiAlO3含量过少;当厚度过高时,薄膜内部的晶格缺陷和杂质缺陷也随之增加。所以BiAlO3薄膜最佳薄膜为109 nm。在上述基础上,制备了不同含量Mn掺入的BiAlO3-x%Mn（x=1,3,5,7）薄膜,研究了Mn元素掺杂对铝酸铋薄膜的影响。研究发现,Mn元素的掺入可以使得铝酸铋薄膜的击穿强度增加。这是因为Mn是变价元素,降低了铝酸铋薄膜的电子电导率,从而提高了薄膜的击穿强度。同时变价Mn原子取代晶格中Al原子之后,与氧空位结合形成的缺陷偶极子造成了BiAlO3薄膜剩余极化强度的下降。在组分BiAlO3-5%Mn获得最大储能密度,此时击穿强度4150 k V/cm,储能密度为24.9 J/cm3,储能效率为90%。
赵璐[10]（2019）在《原子层淀积La基高介电常数薄膜的栅介质与阻变特性研究》文中研究说明自摩尔定律提出以来,半导体行业在过去几十年里一直遵循摩尔定律稳步发展。到器件特征尺寸发展至45 nm技术节点时,传统的SiO2介质层已减薄到几个原子层厚度,由于直接隧穿效应导致的栅极泄漏电流已经增大到无法接受的程度,导致集成电路工作时极大的静态功耗,带来非常严重的可靠性问题。在这种情况下,需要在集成电路工艺中引入介电常数高于SiO2的绝缘栅介质材料,以保证栅氧化层在等效氧化层厚度满足等比例缩小要求的前提下获得足够的物理厚度,减小栅极泄漏电流和静态功耗。在众多可用于栅氧化层应用的高k介质材料中,La基高介电常数薄膜具有较大的介电常数值、较大的禁带宽度和与Si或Ge衬底合适的能带失配,被认为是最有希望应用于集成电路的下一代高k介质材料之一。后摩尔时代,集成电路技术的发展越来越倾向于应用驱动。对于应用于不同领域和方向的微电子器件,工业界对其性能提升的要求已不再是简单的提高芯片集成度和大面积化。近年来,阻变存储器（RRAM）由于具有结构简单、存储密度高、读写速度快、耐擦写性能好等优点,正在成为下一代非易失性存储器的备选方案之一。通过改变金属-绝缘层-金属（Metal-Insulator-Metal,MIM）结构的施加电压,与大多数高k金属氧化物类似,La基高k介质材料也可以表现出电阻开关特性。本文研究了原子层淀积的La基高介电常数薄膜作为MOSFET器件栅介质和RRAM器件阻变功能层应用时的物理、化学和电学性能,主要研究内容和研究成果如下:1.分别以O3和H2O作为氧化剂,采用原子层淀积方法在p型Si衬底和n型Ge衬底上淀积了非晶态的LaxAlyO薄膜。X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）测试结果表明,相比于H2O作为氧化剂的样品,在采用O3作为氧化剂淀积的LaxAlyO薄膜与Ge衬底界面处形成了更厚的界面层（主要由LaGeOx和GeOx构成）,导致其与Ge衬底之间的导带失配（CBO）值更小,LaxAlyO薄膜与Ge衬底的势垒更低,使LaxAlyO薄膜与Ge衬底的界面特性变差。因此,采用O3作为氧化剂淀积的LaxAlyO薄膜栅极泄漏电流密度增大了一个数量级以上。结合以上研究结果,可以认为相比于O3,H2O更适合作为在Ge衬底上原子层淀积LaxAlyO薄膜的氧化剂。然而,在Si衬底之上,得益于SiO2/Si界面的良好性能,采用O3作为氧化剂淀积的LaxAlyO薄膜与Si衬底之间具有更大的导带和价带失配值,使O3淀积的LaxAlyO薄膜栅极泄漏电流更小。2.分析了薄膜淀积后退火过程中退火氛围对原子层淀积的LaxAlyO薄膜物理和电学特性的影响。在淀积LaxAlyO薄膜之后,分别在N2和O2氛围600°C下对薄膜进行60 s的快速热退火处理。XPS测试结果表明,退火处理促进了主要由LaGeOx和GeOx构成的界面层生成。在O2退火氛围中,富氧环境抑制了GeO2向GeO的解析反应,将Ge不完全氧化物氧化为GeO2,进一步改善了界面质量。LaGeOx和GeOx的介电常数值远小于LaxAlyO,导致退火处理之后LaxAlyO薄膜的k值变小。未经退火处理的LaxAlyO薄膜中存在的正净氧化层电荷使ALD淀积的LaxAlyO薄膜电容-电压（C-V）曲线平带电压(VFB)负向漂移。退火处理之后,得益于薄膜中及其与衬底界面附近陷阱的减少,Al/LaxAlyO/Ge MIS电容结构的C-V特性曲线VFB正向漂移,且电流-电压（J-V）曲线的栅极泄漏电流特性和击穿特性均得到改善。相比于未经过退火处理的样品,O2氛围退火处理之后LaxAlyO薄膜的栅极泄漏电流密度减少了接近一个数量级。3.研究了原子层淀积的La2O3界面钝化层的引入对Ge基金属-绝缘体-半导体（MIS）结构界面性能的影响。通过研究结果我们发现,在Al2O3介质层和Ge衬底之间插入的La2O3钝化层会在界面处形成热力学稳定性良好的LaGeOx成分,可以有效抑制GeO2向GeO的解析反应。由于GeO易挥发,挥发之后会在界面处引入缺陷和悬挂键等陷阱。因此,La2O3钝化层与外扩散的Ge原子反应形成的LaGeOx成分对GeO解析的抑制有助于减少栅氧化层中的氧化层陷阱电荷及其与Ge衬底界面处的界面陷阱电荷。得益于此,双向扫描C-V曲线的滞回特性和多频C-V曲线的弱反型区频散特性明显减弱。此外,在引入La2O3钝化层后,栅极泄漏电流密度降低了一个数量级以上,并且获得了更高的击穿场强。4.系统研究了La2O3界面钝化层的厚度对高k栅介质与Ge衬底界面特性的影响。在很薄的范围内（015个ALD循环,厚度约为01.3 nm）,随着La2O3界面钝化层厚度的增加,HfO2/La2O3/Ge结构的表面粗糙度降低,表明所淀积HfO2/La2O3叠层结构的平整性得到改善。界面透射电镜（TEM）扫描结果显示HfO2/Ge结构与HfO2/1.3 nm La2O3/Ge结构中的HfO2薄膜在经过600°C退火处理之后表现出不同的结晶行为,表明15个ALD循环的La2O3钝化层可以有效地抑制Ge原子向栅介质层的扩散。Al/HfO2/La2O3/Ge MIS电容结构的C-V特性曲线表明,La2O3界面钝化层的厚度变化会对MIS电容结构VFB的漂移、双扫C-V曲线的滞回行为和C-V曲线的形状产生影响。随着La2O3界面钝化层厚度增大,HfO2/La2O3堆栈栅介质的k值持续增大。然而,C-V曲线弱反型区的异常驼峰现象及电导法和单频近似法提取的界面态密度(Dit)值变化趋势均表明5个ALD循环的La2O3界面钝化层在界面处引入了更多的缺陷,不利于界面性能的改善。随着La2O3界面钝化层的ALD循环数继续增大,LaGeOx成分对器件界面性能的改善逐渐起主导作用,使Ge基MIS电容器件的C-V特性、栅极泄漏电流特性和击穿特性得到了显着改善。5.以ALD生长的Al2O3/La2O3/Al2O3叠层结构作为阻变功能层,设计了电阻随机存取存储（RRAM）器件。之后研究了Al+注入对RRAM器件电阻开关性能的影响。与未经过Al+注入的对照样品相比,注入了Al+的RRAM器件无需初始化过程,阻变阈值电压分布更为集中,且高低阻态电阻比更大。除此之外,注入Al+器件的电阻开关稳定性和一致性也得到了提高。推测注入Al+的RRAM器件性能得到改善的主要原因是注入的Al+规范了电阻转变过程中Al2O3/La2O3/Al2O3叠层结构中导电细丝形成和断裂的随机性。
二、退火工艺对BST薄膜电学性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、退火工艺对BST薄膜电学性能的影响（论文提纲范文）
（1）镧掺杂锆钛酸铅体系介电材料的电光效应机制和储能性能调控（论文提纲范文）
| 作者简历 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电介质物理学基础 |
| 1.2.1 介质的电极化响应 |
| 1.2.2 自发极化、畴结构和缺陷 |
| 1.2.3 电介质材料的基本性质 |
| 1.2.4 电介质非线性光学理论 |
| 1.2.5 电介质储能机理研究 |
| 1.3 集成光学研究 |
| 1.3.1 光调制材料 |
| 1.3.2 铌酸锂 |
| 1.3.3 光开关 |
| 1.4 锆钛酸铅镧材料概述 |
| 1.4.1 PLZT结构 |
| 1.4.2 PLZT性质与应用 |
| 1.4.3 PLZT研究现状 |
| 1.5 当前集成光学存在的问题 |
| 1.6 本文的研究内容与创新点 |
| 第二章 主要材料及表征手段 |
| 2.1 主要试剂与仪器 |
| 2.1.1 主要试剂和耗材 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 材料主要表征方法 |
| 2.2.1 X-射线衍射分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.2.3 介电性能测试 |
| 2.2.4 铁电性能测试 |
| 2.2.5 紫外-可见光-近红外光谱测试 |
| 第三章 PLZT透明陶瓷的制备及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PLZT陶瓷的制备与测试方法 |
| 3.2.1 PLZT透明陶瓷的制备 |
| 3.2.2 透明陶瓷的性能表征方法 |
| 3.3 PLZT陶瓷的性能研究 |
| 3.3.1 不同烧结方式下PLZT陶瓷的晶体结构 |
| 3.3.2 烧结方式对PLZT陶瓷晶粒形貌与密度的影响 |
| 3.3.3 烧结方式对PLZT陶瓷电学性能的影响 |
| 3.3.4 烧结方式对PLZT陶瓷透明度的影响 |
| 3.3.5 不同制粉方式所得粉体的晶体结构 |
| 3.3.6 制粉方式对PLZT陶瓷形貌和密度的影响 |
| 3.3.7 制粉方式对PLZT陶瓷电学性质的影响 |
| 3.3.8 制粉方式对PLZT陶瓷透光性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 等离子退火制备PLZT薄膜及其光学性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PLZT薄膜的制备与测试方法 |
| 4.2.1 PLZT薄膜的制备 |
| 4.2.2 PLZT光学薄膜性能表征方法 |
| 4.3 PLZT薄膜性能研究 |
| 4.3.1 退火方式对PLZT薄膜结构影响 |
| 4.3.2 退火方式对PLZT薄膜形貌的影响 |
| 4.3.3 退火方式对PLZT铁电性能的影响 |
| 4.3.4 退火方式对薄膜透光性的影响 |
| 4.3.5 不同镧含量的PLZT薄膜的结构 |
| 4.3.6 镧含量对PLZT薄膜铁电性能的影响 |
| 4.3.7 镧含量对PLZT薄膜的光学性质影响 |
| 4.3.8 PLZT光波导制备与插入损耗 |
| 4.3.9 透光性的影响机制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电光薄膜和光调制器的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PLZT电光薄膜的制备与测试方法 |
| 5.2.1 PLZT电光薄膜的制备 |
| 5.2.2 电光薄膜表征方法 |
| 5.3 PLZT电光薄膜的性能研究 |
| 5.3.1 PLZT电光薄膜的制备 |
| 5.3.2 镧含量对PLZT电光薄膜结构的影响 |
| 5.3.3 镧含量对PLZT薄膜光学性质的影响 |
| 5.3.4 镧含量对PLZT电光薄膜电学性质的影响 |
| 5.3.5 二次电光系数测量系统改进 |
| 5.3.6 PLZT电光调制器的制备与性能研究 |
| 5.3.7 电光效应响应机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 PLZT/PVDF复合薄膜的制备与储能性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 PLZT/PVDF复合薄膜的制备与测试方法 |
| 6.2.1 PLZT/PVDF复合材料的制备 |
| 6.2.2 PLZT/PVDF复合材料的表征方法 |
| 6.3 PLZT/PVDF复合材料性能研究 |
| 6.3.1 表面改性机理与击穿场强模拟计算原理 |
| 6.3.2 填料体积分数对复合薄膜XRD的影响 |
| 6.3.3 填料体积分数对复合薄膜电学性质的影响 |
| 6.3.4 不同维度PLZT填料的制备 |
| 6.3.5 填料维度对复合薄膜电学性能的影响 |
| 6.3.6 PLZT纳米填料/聚合物的介电理论研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）基于ALD制备HfxZr1-XO2铁电薄膜及其电学性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 铁电材料概述 |
| §1.1.1 铁电体特征和性质 |
| §1.1.2 铁电材料的发展及应用 |
| §1.2 铁电薄膜制备方法 |
| §1.2.1 溶胶-凝胶法 |
| §1.2.2 脉冲激光沉积技术 |
| §1.2.3 原子层沉积技术 |
| §1.3 Hf_xZr_(1-x)O_2薄膜及其铁电性 |
| §1.3.1 HfO_2与ZrO_2薄膜 |
| §1.3.2 HZO薄膜的极化 |
| §1.4 论文主要内容及结构安排 |
| 第二章 实验原理与方法 |
| §2.1 实验流程 |
| §2.1.1 基片清洗工艺 |
| §2.1.2 薄膜介质层的制备 |
| §2.1.3 电极的制备 |
| §2.2 测试分析方法 |
| §2.2.1 X射线衍射分析 |
| §2.2.2 X射线光电子能谱分析 |
| §2.2.3 原子力显微镜 |
| §2.2.4 台阶仪与光谱椭偏仪 |
| §2.2.5 铁电、压点、热释电综合测试系统 |
| 第三章 Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜制备及电学性能的研究 |
| §3.1 HfO_2与ZrO_2的制备及电学性能测试 |
| §3.2 电极材料对Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的影响 |
| §3.2.1 不同电极结构Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的制备及表征 |
| §3.2.2 不同电极结构Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的电学性能测试 |
| §3.3 厚度对Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的影响 |
| §3.3.1 不同厚度Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的制备及表征 |
| §3.3.2 不同厚度Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的电学性能测试 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 TiN/HZO/TiN结构铁电性能的优化 |
| §4.1 Zr掺杂量的优化 |
| §4.1.1 不同Zr掺杂量的Hf_xZr_(1-x)O_2薄膜制备 |
| §4.1.2 Zr掺杂量对Hf_xZr_(1-x)O_2薄膜电学性能的影响 |
| §4.2 结构优化 |
| §4.2.1 Al_2O_3介质层薄膜的制备及性能分析 |
| §4.2.2 TiN/Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2/Al_2O_3/TiN结构的制备及电学性能分析 |
| §4.3 热处理工艺优化 |
| §4.3.1 不同退火气氛Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的制备及电学测试 |
| §4.3.2 不同退火温度Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的制备及表征 |
| §4.3.3 不同退火温度Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的电学性能测试 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| §5.1 总结 |
| §5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（3）单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 薄膜体声波谐振器的国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 薄膜体声波谐振器的国外研究历史 |
| 1.2.2 薄膜体声波谐振器的国内研究历史 |
| 1.2.3 薄膜体声波谐振器的研究现状 |
| 1.3 本论文的结构内容 |
| 1.3.1 本论文的章节结构安排 |
| 1.3.2 本论文的关键技术 |
| 第二章 薄膜体声波谐振器的理论基础和研究方法 |
| 2.1 薄膜体声波谐振器的工作原理和结构 |
| 2.2 固体中的平面波 |
| 2.2.1 弹性体中的平面声波 |
| 2.2.1.1 弹性形变的基本方程 |
| 2.2.1.2 弹性体中的平面声波方程 |
| 2.2.2 压电体中的平面声波 |
| 2.3 薄膜体声波谐振器的理论模型 |
| 2.3.1 BAW谐振器的电学阻抗 |
| 2.3.1.1 理想BAW谐振器的电学阻抗 |
| 2.3.1.2 复合BAW谐振器结构的电学阻抗 |
| 2.3.2 BAW谐振器的普适机电Mason等效模型 |
| 2.3.2.1 BAW谐振器压电层的Mason等效模型 |
| 2.3.2.2 BAW谐振器普通声学层的Mason等效模型 |
| 2.3.2.3 BAW谐振器结构的Mason等效模型 |
| 2.3.3 BAW谐振器的BVD/MBVD模型 |
| 2.4 BAW谐振器材料结构的研究方法 |
| 2.4.1 BAW谐振器的研究技术 |
| 2.4.1.1 离子注入技术 |
| 2.4.1.2 键合技术 |
| 2.4.1.3 低能Ar+离子辐照技术 |
| 2.4.2 BAW谐振器材料结构的表征方法 |
| 2.4.2.1 原子力显微镜 |
| 2.4.2.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.2.3 X射线衍射 |
| 2.4.2.4 透射电子显微镜 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 压电材料与电极材料的仿真分析 |
| 3.1 不同切向LiNbO_3机电耦合系数的仿真分析 |
| 3.1.1 仿真模型的建立与验证 |
| 3.1.1.1 坐标变换法 |
| 3.1.1.2 欧拉角变换法 |
| 3.1.2 压电材料LiNbO_3机电耦合系数的仿真分析 |
| 3.1.2.1 不同切向LiNbO_3对机电耦合系数的影响 |
| 3.1.2.2 不同厚度LiNbO_3对机电耦合系数的影响 |
| 3.2 电极材料对谐振模态及机电耦合系数的影响 |
| 3.2.1 电极种类对谐振模态的影响 |
| 3.2.2 电极厚度对谐振模态的影响 |
| 3.2.3 电极形状对谐振模态的影响 |
| 3.2.4 电极面积对谐振模态的影响 |
| 3.2.5 电极对机电耦合系数的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 LiNbO_3单晶薄膜的制备表征与表面改性处理 |
| 4.1 LiNbO_3单晶薄膜的制备研究 |
| 4.1.1 LiNbO_3薄膜的制备过程 |
| 4.1.2 LiNbO_3薄膜在同质衬底上的制备与应力调控 |
| 4.1.3 LiNbO_3薄膜在异质衬底上的制备与应力调控 |
| 4.2 基于CIS技术制备不同切向LN单晶薄膜及表征分析 |
| 4.2.1 单晶LiNbO_3薄膜的XRD表征分析 |
| 4.2.2 单晶LiNbO_3薄膜的TEM表征分析 |
| 4.2.3 单晶LiNbO_3薄膜的SEM表征分析 |
| 4.2.4 单晶LiNbO_3薄膜的AFM表征分析 |
| 4.3 LiNbO_3单晶薄膜的表面改性处理研究及性能表征分析 |
| 4.3.1 低能Ar~+辐照技术的表面处理工艺研究 |
| 4.3.1.1 不同辐照功率和辐照时间对表面处理的影响 |
| 4.3.1.2 低能Ar~+辐照技术对薄膜厚度的影响 |
| 4.3.1.3 低能Ar~+辐照技术的机理分析 |
| 4.3.2 低能Ar~+辐照处理对LiNbO_3单晶薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.2.1 离子辐照处理对压电性能的影响 |
| 4.3.2.2 离子辐照处理对漏电流性能的影响 |
| 4.3.2.3 离子辐照处理对铁电性能的影响 |
| 4.3.2.4 LiNbO_3单晶薄膜漏电流输运机制的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 薄膜体声波谐振器的制备研究 |
| 5.1 空腔型薄膜体声波谐振器的工艺实现 |
| 5.1.1 单晶LiNbO_3材料切型的选择 |
| 5.1.2 空腔型薄膜体声波谐振器的版图制备 |
| 5.1.3 空腔型BAW谐振器的器件制备与性能测试 |
| 5.1.3.1 下电极与牺牲层的生长 |
| 5.1.3.2 具有微结构的LiNbO_3薄膜制备及表征 |
| 5.1.3.3 上电极的生长与牺牲层的释放 |
| 5.1.3.4 空腔型BAW谐振器的性能测试 |
| 5.1.4 空腔型BAW谐振器的工艺优化与表征 |
| 5.1.4.1 空腔型BAW谐振器的应力分析与补偿 |
| 5.1.4.2 工艺优化后的谐振器性能表征 |
| 5.2 固体装配型薄膜体声波谐振器的工艺实现 |
| 5.2.1 SMR-BAW谐振器的仿真设计与版图制备 |
| 5.2.1.1 不同键合层位置与不同反射层结构的Mason模型仿真 |
| 5.2.1.2 不同键合层位置与不同反射层结构的有限元模型仿真 |
| 5.2.1.3 固体装配型薄膜体声波谐振器的版图制备 |
| 5.2.2 基于正向生长技术制备SMR-BAW谐振器的研究 |
| 5.2.2.1 正向生长技术在衬底表面生长布拉格反射层 |
| 5.2.2.2 BCB层厚度的调控 |
| 5.2.2.3 SMR-BAW结构的器件制备与表征 |
| 5.2.2.4 SMR-BAW谐振器的性能测试与分析 |
| 5.2.3 基于反向生长技术制备SMR-BAW谐振器的研究 |
| 5.2.3.1 反向生长技术在注入表面生长布拉格反射层 |
| 5.2.3.2 具有反射层结构的LiNbO_3薄膜的转移制备与表征分析 |
| 5.2.3.3 SMR-BAW结构的器件制备与表征 |
| 5.2.3.4 SMR-BAW谐振器的性能测试与分析 |
| 5.2.4 SMR-BAW谐振器的结构优化与性能分析 |
| 5.2.4.1 电极结构的优化设计 |
| 5.2.4.2 上电极G端面积的优化设计 |
| 5.2.4.3 上电极有效谐振面积的优化设计 |
| 5.2.4.4 SMR-BAW结构的器件制备与性能测试 |
| 5.2.5 SMR-BAW滤波器的仿真设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）高储能密度薄膜电容器中钛酸锶钡和铌酸锌铋的制备及其特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.2 电介质储能原理和影响储能密度的因素 |
| 1.2.1 介电常数 |
| 1.2.2 正切损耗 |
| 1.2.3 击穿电场强度 |
| 1.3 电介质储能材料研究现状 |
| 1.3.1 BST材料储能的研究现状 |
| 1.3.2 BZN材料储能的研究现状 |
| 1.3.3 电介质储能材料的透光特性 |
| 1.4 论文创新点 |
| 1.5 研究内容 |
| 2 实验方法和工艺关键技术的研究 |
| 2.1 制备方法和原材料的选择 |
| 2.1.1 薄膜的制备方法 |
| 2.1.2 薄膜制备所需材料和仪器 |
| 2.1.3 基底和电极材料的选择 |
| 2.2 溶胶-凝胶法中前驱液胶体的关键技术 |
| 2.2.1 胶体的配置 |
| 2.2.2 CA-EG的缩聚反应 |
| 2.2.3 配制Nb-CA溶液 |
| 2.3 溶胶-凝胶法制备薄膜的关键技术 |
| 2.3.1 溶胶浓度 |
| 2.3.2 匀胶 |
| 2.3.3 干燥退火制度 |
| 2.4 薄膜性能测试 |
| 2.4.1 XRD |
| 2.4.2 XPS |
| 2.4.3 介电性能测试 |
| 2.4.4 可见光透过率测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 低损耗钛酸锶钡薄膜性能分析 |
| 3.1 BST薄膜材料概述 |
| 3.2 薄膜结构测试 |
| 3.2.1 XRD测试 |
| 3.2.2 XPS测试 |
| 3.3 介电性能测试 |
| 3.4 光学性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高储能铌酸铋锌薄膜性能分析 |
| 4.1 BZN薄膜材料概述 |
| 4.2 薄膜结构测试 |
| 4.2.1 XRD测试 |
| 4.2.2 XPS测试 |
| 4.3 介电性能测试 |
| 4.4 光学性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 硕士学位期间发表的论文及参与项目 |
| 致谢 |
（5）Bi基钙钛矿型电介质薄膜材料设计及其储能特性优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 储能电介质薄膜概述 |
| 1.2 储能电介质薄膜的研究现状 |
| 1.2.1 含铅储能薄膜 |
| 1.2.2 无铅储能薄膜 |
| 1.2.3 储能电介质薄膜制备方法 |
| 1.3 电介质薄膜储能性能的表征参数和影响因素 |
| 1.3.1 储能性能的表征参数及影响因素 |
| 1.3.2 储能薄膜的电击穿原理 |
| 1.4 本论文的研究目的和内容 |
| 1.4.1 电介质薄膜储能存在的问题 |
| 1.4.2 本论文的目的和意义 |
| 1.4.3 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 铋镁钛薄膜的制备方法及结构、性能的表征 |
| 2.1 实验所用原料及仪器设备 |
| 2.2 铋镁钛薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 基片的选择与处理 |
| 2.2.2 铋镁钛前驱体溶液的制备 |
| 2.2.3 铋镁钛薄膜的制备 |
| 2.2.4 顶电极制备 |
| 2.3 铋镁钛薄膜的结构及性能表征 |
| 2.3.1 综合热分析 |
| 2.3.2 物相结构与局部微观结构表征 |
| 2.3.3 显微结构表征 |
| 2.3.4 介电性能表征 |
| 2.3.5 铁电性能测试 |
| 第3章 Bi基钙钛矿型电介质薄膜组分调控 |
| 3.1 富Bi含量铋镁钛薄膜 |
| 3.1.1 热处理温度对薄膜基体的影响 |
| 3.1.2 富Bi含量薄膜的物相与显微结构 |
| 3.1.3 富Bi含量薄膜的介电性 |
| 3.1.4 富Bi含量薄膜铁电及储能性能 |
| 3.2 非化学计量比Mg富余薄膜的制备与研究 |
| 3.2.1 引言 |
| 3.2.2 显微结构与物相表征 |
| 3.2.3 Mg富余薄膜的介电性能 |
| 3.2.4 铁电及储能性能分析 |
| 3.3 Zr置换Ti薄膜的制备与研究 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 BMT-Zr薄膜的显微结构 |
| 3.3.3 BMT-Zr薄膜的介电和铁电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Bi基钙钛矿型电介质薄膜界面结构设计 |
| 4.1 BST/BMT薄膜的制备与研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 BST溶胶及薄膜的制备 |
| 4.1.3 BST/BMT薄膜的物相与显微结构 |
| 4.1.4 BST/BMT薄膜的介电性能 |
| 4.1.5 BST/BMT薄膜铁电及储能性能 |
| 4.2 晶相与非晶界面设计——Ti富余铋镁钛薄膜 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 Ti过量铋镁钛薄膜的物相与显微结构 |
| 4.2.3 Ti过量铋镁钛薄膜的介电性能 |
| 4.2.4 Ti过量铋镁钛薄膜的铁电及储能性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 Bi基钙钛矿型介质薄膜储能参数影响因素分析 |
| 5.1 极化饱和的延迟效应 |
| 5.2 界面效应与耐压强度 |
| 5.3 极化强度与耐压强度的协同效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 附录:博士期间的研究成果 |
| 参考文献 |
（6）Al掺杂的Hf0.5Zr0.5O2的极化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁电材料与铁电薄膜 |
| 1.2.1 铁电材料的特性 |
| 1.2.2 铁电材料的分类 |
| 1.2.3 铁电薄膜材料的发展及应用 |
| 1.3 HfO_2与ZrO_2材料研究现状 |
| 1.3.1 HfO_2概述 |
| 1.3.2 ZrO_2概述 |
| 1.3.3 Hf_xZr_(1-x)O_2薄膜及其铁电性 |
| 1.4 掺杂对Hf_xZr_(1-x)O_2 薄膜的影响 |
| 1.5 论文选题方案及其结构安排 |
| 第二章 薄膜生长工艺及结构表征与性能分析 |
| 2.1 薄膜的常见制备方法 |
| 2.2 脉冲激光沉积技术简介 |
| 2.3 薄膜微观结构表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 原子力显微镜 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.4 薄膜电学性能测试 |
| 2.4.1 底电极与顶电极的制备 |
| 2.4.2 薄膜铁电性能测试 |
| 2.4.3 薄膜绝缘性能测试 |
| 2.4.4 薄膜介电性能测试 |
| 第三章 Al掺杂Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜生长研究及性能测试 |
| 3.1 Al掺杂Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的制备 |
| 3.1.1 Al掺杂Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2陶瓷靶材的制备 |
| 3.1.2 薄膜沉积 |
| 3.2 对1.03 mol%Al掺杂Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜工艺参数的探索 |
| 3.2.1 氧分压的影响 |
| 3.2.2 衬底温度的影响 |
| 3.2.3 薄膜厚度的影响 |
| 3.2.4 热处理工艺的影响 |
| 3.3 最佳工艺参数下1.03 mol%Al掺杂Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜的结构与性能特征.. |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Al含量对Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜结构及性能的影响 |
| 4.1 不同Al含量的Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜最佳工艺参数研究 |
| 4.2 不同Al含量的Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜结构分析 |
| 4.3 不同Al含量的Hf_(0.5)Zr_(0.5)O_2薄膜电学性能分析 |
| 4.3.1 薄膜极化特性分析 |
| 4.3.2 薄膜绝缘性能分析 |
| 4.3.3 薄膜介电性能分析 |
| 4.3.4 薄膜疲劳特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
（7）择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 PZT压电薄膜研究背景及意义 |
| 1.2 PZT压电薄膜材料性质 |
| 1.3 PZT压电薄膜研究进展 |
| 1.3.1 PZT压电薄膜底电极材料研究 |
| 1.3.2 PZT压电薄膜磁控溅射工艺研究 |
| 1.3.3 PZT压电薄膜掺杂改性与多层薄膜结构 |
| 1.3.4 PZT薄膜压电振动结构研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 2 PZT压电薄膜样品制备与性能表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PZT压电薄膜制备工艺 |
| 2.2.1 磁控溅射制膜工艺 |
| 2.2.2 溶胶凝胶制膜工艺 |
| 2.3 PZT压电薄膜晶向、组分与微观形貌表征 |
| 2.3.1 晶向分析(XRD) |
| 2.3.2 组分与化学分析(XPS) |
| 2.3.3 微观形貌表征(SEM、AFM) |
| 2.4 PZT压电薄膜电学性能表征方法 |
| 2.4.1 介电性能测试 |
| 2.4.2 铁电性能测试 |
| 2.4.3 压电性能测试 |
| 2.4.4 漏电性能测试 |
| 2.4.5 振动与抗疲劳性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PZT压电薄膜底电极制备工艺的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 底电极沉积温度研究 |
| 3.2.1 底电极沉积温度对底电极微结构的影响 |
| 3.2.2 底电极沉积温度对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.3 底电极原位退火工艺研究 |
| 3.3.1 原位退火工艺对底电极微结构的影响 |
| 3.3.2 底电极原位退火工艺对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.4 Ti-Pt合金电极对PZT薄膜性能的影响 |
| 3.4.1 薄膜晶向 |
| 3.4.2 薄膜微观结构与组分 |
| 3.4.3 薄膜介电与铁电性能 |
| 3.4.4 薄膜压电性能 |
| 3.4.5 薄膜漏电与抗疲劳性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 磁控溅射法制备择优取向PZT压电薄膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PZT压电薄膜性能与磁控溅射工艺关系 |
| 4.2.1 溅射气氛对薄膜性能的影响 |
| 4.2.2 溅射气压对薄膜性能的影响 |
| 4.2.3 退火温度对薄膜性能的影响 |
| 4.2.4 退火时间对薄膜性能的影响 |
| 4.2.5 原位溅射工艺制备PZT薄膜 |
| 4.3 不同Pb含量种子层的PZT压电薄膜制备与表征 |
| 4.3.1 薄膜晶向 |
| 4.3.2 薄膜微观结构与组分 |
| 4.3.3 薄膜介电与铁电性能 |
| 4.3.4 薄膜漏电与压电性能 |
| 4.4 PMN-PZT/PZT压电异质薄膜制备与表征 |
| 4.4.1 异质薄膜晶向 |
| 4.4.2 异质薄膜微观结构 |
| 4.4.3 异质薄膜介电与铁电性能 |
| 4.4.4 异质薄膜压电性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 溶胶凝胶法制备掺杂与多层PZT压电薄膜 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PEZT掺杂压电薄膜制备与表征 |
| 5.2.1 PEZT薄膜晶向 |
| 5.2.2 PEZT薄膜微观结构 |
| 5.2.3 PEZT薄膜电性能 |
| 5.3 Pb_(1-x)(La_xZr_yTi_(1-y))O_3掺杂压电薄膜制备与表征 |
| 5.3.1 PLZT薄膜晶向 |
| 5.3.2 PLZT薄膜电性能 |
| 5.3.3 PLZT薄膜抗疲劳性能 |
| 5.4 多层PZT压电薄膜制备与表征 |
| 5.4.1 薄膜晶向与微观形貌 |
| 5.4.2 薄膜组分与化学分析 |
| 5.4.3 薄膜电性能 |
| 5.4.4 薄膜抗疲劳性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 PZT压电薄膜微执行机构应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 “弹簧结构”对压电复合振动板影响研究 |
| 6.2.1 “弹簧结构”压电复合振动板制作 |
| 6.2.2 振动测试与模拟 |
| 6.3 PZT/Cu/SiO_2压电复合振动板理论与实验研究 |
| 6.3.1 理论模型推导 |
| 6.3.2 振动测试实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于有机空穴传输层的高性能硫化铅量子点太阳能电池（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太阳能电池 |
| 1.2.1 太阳能电池的工作机理 |
| 1.2.2 太阳能电池的输出参数 |
| 1.2.3 太阳能电池的发展历史 |
| 1.3 量子点太阳能电池 |
| 1.3.1 量子点的基本性质 |
| 1.3.2 量子点太阳能电池的器件结构 |
| 1.3.3 量子点太阳能电池的发展历程 |
| 1.4 界面传输材料研究进展 |
| 1.4.1 无机电子传输材料在量子点太阳能电池中的应用 |
| 1.4.2 有机空穴传输材料在量子点太阳能电池中的应用 |
| 1.5 本论文的选题依据及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于有机空穴传输层的PbS量子点太阳能电池制备及光伏性能的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 材料合成 |
| 2.2.3 量子点器件的制备 |
| 2.2.4 PbS量子点器件的性能测试 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 有机聚合物薄膜的基本性质和PbS量子点太阳能电池的器件结构 |
| 2.3.2 电池器件的优化和器件性能的对比 |
| 2.3.3 基于四种有机聚合物的电池器件电学性能的对比 |
| 2.3.4 电池器件中四种聚合物薄膜形貌的对比 |
| 2.3.5 太阳能电池界面电荷提取机制的对比 |
| 2.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 界面调控对提升基于有机空穴传输层的PbS量子点太阳能电池稳定性的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 材料合成 |
| 3.2.3 量子点器件的制备 |
| 3.2.4 PbS量子点器件的性能测试 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 基于有机空穴传输层的PbS量子点太阳能电池不稳定的原因分析 |
| 3.3.2 引入离子阻挡层的器件结构和性能优化 |
| 3.3.3 引入离子阻挡层的器件性能和稳定性对比 |
| 3.3.4 离子阻挡层提升电池稳定性的基本原理 |
| 3.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第四章 活性层调控对提升基于有机空穴传输层的PbS量子点太阳能电池稳定性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 材料合成 |
| 4.2.3 量子点器件的制备 |
| 4.2.4 PbS量子点器件的性能测试 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 基于有机空穴传输层的PbS量子点太阳能电池的器件结构 |
| 4.3.2 活性层退火后的器件性能和稳定性优化 |
| 4.3.3 退火处理对PbS量子点活性层形貌的调控 |
| 4.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第五章 论文总结与研究展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文 |
| 致谢 |
（9）溶胶凝胶法制备BiAlO3基储能薄膜及性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电介质薄膜研究背景 |
| 1.1.1 电介质储能薄膜分类 |
| 1.1.2 电介质储能性能参数 |
| 1.1.3 电介质储能薄膜改性 |
| 1.2 电介质薄膜材料制备工艺 |
| 1.2.1 金属有机气相沉积 |
| 1.2.2 溶胶凝胶法 |
| 1.2.3 脉冲激光沉积 |
| 1.2.4 磁控溅射法 |
| 1.3 材料体系的选择 |
| 1.4 研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 BiAlO_3基储能薄膜的制备与结构性能表征 |
| 2.1 BiAlO_3 基薄膜的制备工艺 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.1.3 制备工艺 |
| 2.2 BiAlO_3 基薄膜结构表征和性能测试 |
| 2.2.1 热重-差热分析 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 原子力显微镜 |
| 2.2.4 阻抗分析仪 |
| 2.2.5 铁电分析仪 |
| 第3章 退火温度对BiAlO_3基薄膜结构和性能的影响 |
| 3.1 退火温度对薄膜影响概述 |
| 3.2 BiAlO_3 前驱体的热重差热分析 |
| 3.3 退火温度对BiAlO_3 薄膜的结构和性能影响 |
| 3.3.1 不同退火温度下的BiAlO_3 薄膜物相结构 |
| 3.3.2 不同退火温度下的BiAlO_3 基薄膜显微结构 |
| 3.3.3 不同退火温度下的BiAlO_3 基薄膜介电性能 |
| 3.3.4 不同退火温度下的BiAlO_3 薄膜铁电性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 退火方式对BiAlO_3薄膜结构和性能的影响 |
| 4.1 退火方式对薄膜影响概述 |
| 4.2 退火方式对BiAlO_3 薄膜的结构和性能影响 |
| 4.2.1 不同退火方式下的BiAlO_3 薄膜物相结构 |
| 4.2.2 不同退火方式下的BiAlO_3 薄膜显微结构 |
| 4.2.3 不同退火温度下的BiAlO_3 基薄膜介电性能 |
| 4.2.4 不同退火方式的BiAlO_3 薄膜铁电性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 薄膜厚度对BiAlO_3薄膜结构和性能的影响 |
| 5.1 薄膜厚底对薄膜影响概述 |
| 5.2 薄膜厚度对BiAlO_3 薄膜的结构和性能影响 |
| 5.2.1 不同薄膜厚度的BiAlO_3 薄膜物相结构 |
| 5.2.2 不同薄膜厚度的BiAlO_3 薄膜显微结构 |
| 5.2.3 不同薄膜厚度的BiAlO_3 基薄膜介电性能 |
| 5.2.4 不同薄膜厚度的BiAlO_3 基薄膜铁电性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 Mn掺杂对BiAlO_3薄膜结构和性能的影响 |
| 6.1 Mn元素掺杂对薄膜影响概述 |
| 6.2 Mn元素对BiAlO_3 薄膜的结构和性能影响 |
| 6.2.1 Mn掺杂BiAlO_3 薄膜的物相结构 |
| 6.2.2 Mn掺杂BiAlO_3 薄膜的显微结构 |
| 6.2.3 Mn掺杂的BiAlO_3 基薄膜介电性能 |
| 6.2.4 Mn掺杂的BiAlO_3 基薄膜铁电性能 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表文章 |
（10）原子层淀积La基高介电常数薄膜的栅介质与阻变特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高k栅介质材料研究进展 |
| 1.3 La基高介电常数薄膜的栅介质应用 |
| 1.4 La基高介电常数薄膜的Ge表面钝化应用 |
| 1.5 La基高介电常数薄膜的阻变特性 |
| 1.6 本文研究的主要目的和内容 |
| 第二章 La基高介电常数薄膜制备方法及性能表征技术 |
| 2.1 常用高k栅介质薄膜制备方法 |
| 2.1.1 物理气相淀积 |
| 2.1.2 化学气相淀积 |
| 2.2 原子层淀积技术 |
| 2.2.1 ALD技术简介 |
| 2.2.2 ALD设备简介 |
| 2.2.3 ALD制备薄膜工艺流程 |
| 2.2.4 ALD技术的主要技术参数 |
| 2.3 高k薄膜性能表征技术 |
| 2.3.1 椭圆偏振光谱 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱 |
| 2.3.3 原子力显微镜 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 能量色散X射线光谱 |
| 2.3.6 电学特性表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 La基氧化物薄膜栅介质应用特性研究 |
| 3.1 不同氧化剂淀积的La_xAl_yO薄膜与Si衬底能级特性 |
| 3.1.1 实验样品制备及其性能评估方案 |
| 3.1.2 La_xAl_yO/Si能级特性分析 |
| 3.1.3 La_xAl_yO薄膜化学键合状态分析 |
| 3.1.4 Si衬底上La_xAl_yO薄膜电学特性分析 |
| 3.2 不同氧化剂淀积的La_xAl_yO薄膜与Ge衬底能级特性 |
| 3.2.1 实验样品制备及其性能评估方案 |
| 3.2.2 La_xAl_yO/Ge界面处化学键合状态分析 |
| 3.2.3 La_xAl_yO薄膜/Ge能级特性分析 |
| 3.2.4 Ge衬底上La_xAl_yO薄膜电学特性分析 |
| 3.3 退火氛围对La_xAl_yO薄膜与Ge衬底界面质量的影响 |
| 3.3.1 样品制备与测试方案 |
| 3.3.2 La_xAl_yO薄膜与Ge衬底界面处化学状态分析 |
| 3.3.3 Al/La_xAl_yO/Ge MIS电容C-V特性分析 |
| 3.3.4 La_xAl_yO薄膜J-V特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于La_2O_3 薄膜的Ge表面钝化研究 |
| 4.1 La_2O_3 界面钝化层对Al_2O_3/Ge界面特性的改善 |
| 4.1.1 实验样品制备及其性能评估方案 |
| 4.1.2 Al_2O_3 薄膜与Al_2O_3/La_2O_3 叠栅结构与Ge界面处化学键分析 |
| 4.1.3 La_2O_3 界面钝化层对Ge衬底表面粗糙度的影响 |
| 4.1.4 La_2O_3 界面钝化层对Ge基 MIS器件C-V和 G-V特性的影响 |
| 4.1.5 La_2O_3 界面钝化层对Ge基 MIS器件电学特性改善机理分析 |
| 4.1.6 La_2O_3 界面钝化层对Ge基 MIS器件栅极泄漏电流特性的影响 |
| 4.2 不同厚度的La_2O_3 界面钝化层对HfO_2/Ge界面特性的影响 |
| 4.2.1 实验样品制备及其性能评估方案 |
| 4.2.2 HfO_2/La_2O_3 叠栅结构与Ge衬底界面处化学状态分析 |
| 4.2.3 HfO_2/La_2O_3 叠栅结构与Ge衬底界面微结构 |
| 4.2.4 HfO_2/La_2O_3 叠栅结构表面形貌 |
| 4.2.5 HfO_2/La_2O_3 叠栅结构的C-V和 G-V特性 |
| 4.2.6 HfO_2/La_2O_3 叠栅结构的栅极泄漏电流特性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 La基高介电常数薄膜的阻变特性研究 |
| 5.1 阻变存储器基础知识 |
| 5.1.1 阻变存储器的性能参数 |
| 5.1.2 阻变存储器的电阻转变机制 |
| 5.1.3 阻变存储器性能优化方案 |
| 5.2 Al~+注入对Al_2O_3/La_2O_3/Al_2O_3 叠层结构阻变特性的改善 |
| 5.2.1 实验样品制备及其性能评估方案 |
| 5.2.2 Al_2O_3/La_2O_3/Al_2O_3 叠层结构物相分析 |
| 5.2.3 Al_2O_3/La_2O_3/Al_2O_3 叠层结构RRAM器件典型开关周期 |
| 5.2.4 Al_2O_3/La_2O_3/Al_2O_3 叠层结构RRAM器件性能分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、退火工艺对BST薄膜电学性能的影响（论文参考文献）
- [1]镧掺杂锆钛酸铅体系介电材料的电光效应机制和储能性能调控[D]. 黄灿. 中国地质大学, 2021(02)
- [2]基于ALD制备HfxZr1-XO2铁电薄膜及其电学性能的研究[D]. 刘晶晶. 桂林电子科技大学, 2021(02)
- [3]单晶LiNbO3薄膜材料及薄膜体声波谐振器的制备研究[D]. 白晓园. 电子科技大学, 2020(03)
- [4]高储能密度薄膜电容器中钛酸锶钡和铌酸锌铋的制备及其特性研究[D]. 卫凯龙. 中北大学, 2020(09)
- [5]Bi基钙钛矿型电介质薄膜材料设计及其储能特性优化[D]. 谢鹃. 武汉理工大学, 2020
- [6]Al掺杂的Hf0.5Zr0.5O2的极化特性研究[D]. 邱宇. 电子科技大学, 2020(01)
- [7]择优取向PZT压电薄膜的制备表征及应用研究[D]. 王兴. 大连理工大学, 2020(07)
- [8]基于有机空穴传输层的高性能硫化铅量子点太阳能电池[D]. 薛烨. 苏州大学, 2020(02)
- [9]溶胶凝胶法制备BiAlO3基储能薄膜及性能研究[D]. 李宗鑫. 武汉理工大学, 2020(09)
- [10]原子层淀积La基高介电常数薄膜的栅介质与阻变特性研究[D]. 赵璐. 西安电子科技大学, 2019(07)