【摘 要】
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BaTiO3、SrTiO3和Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜是典型的电子材料,也是发展最早的钙钛矿型铁电体,具有高的介电常数,因此在当今科技领域中占有重要的地位,多年来一直是物理、化学、材料
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BaTiO3、SrTiO3和Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜是典型的电子材料,也是发展最早的钙钛矿型铁电体,具有高的介电常数,因此在当今科技领域中占有重要的地位,多年来一直是物理、化学、材料和微电子等领域的研究重点。微弧氧化(MAO)是一种新兴的薄膜制备技术,具有操作简单,工艺参数可控,且陶瓷层与基体之间的结合性能良好等优点。所以,从被发明以来,国内外许多研究着对其进行了广泛的研究,但在生成介电薄膜上面研究甚少。本文研究电解液成分、浓度以及电参数等工艺参数对薄膜成膜规律及组织形貌的影响,研究结果如下;率先提出了SrTiO3和Ba0.5Sr0.5TiO3的微弧氧化制备工艺。以0.2 mol/LNaOH和0.2mol/LSr(OH)2的混合溶液为电解液、电流密度为2A/cm2、占空比为85%、频率为100Hz,反应时间为6min,在Ti板表面生成表面平整且致密SrTiO3薄膜。以0.2 mol/L Ba(OH)2和0.2mol/LSr(OH)2的混合溶液为电解液,可生成Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜。并优化了微弧氧化法生成BaTiO3薄膜工艺。研究了工艺参数对薄膜组织形貌的影响规律。在工艺参数相同的情况下,电解液温度越低,薄膜表面越平整,表面粗糙度越低;电解液浓度越大,薄膜表面越粗糙,膜厚增大。电流密度越大,薄膜表面越粗糙,膜厚增加。频率越大,薄膜表面越平整,膜厚减小。时间越长,薄膜表面越粗糙,膜厚增大。通过薄膜的生长动力学分析,得出薄膜生长的经验公式,与实验结果符合较好。对SrTiO3薄膜的介电常数研究表明:SrTiO3薄膜在常温下频率为1KHz时介电常数约为370.5;SrTiO3薄膜介电常数随着频率的增大而减小。
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