Nb掺杂对PZT薄膜电学性能的影响开题报告

 2022-08-21 22:56:50

全文总字数:5142字

1. 研究目的与意义(文献综述)

铁电材料因具有铁电性、压电性、介电性、热释电性、电光性等多重特性,可广泛应用于电容器、谐振器、铁电存储器、声表面波器件、热释电器件等方面,引起了科研人员的关注[1-4]。其中,锆钛酸铅(PbZrxTi1-xO3,PZT)是钙钛矿型铁电材料的典型代表[5],由于其具有优越的铁电、介电、压电、热释电等特点,成为了研究者的一个研究热点。

早期,受到当时材料制备技术等方面的限制,普遍将PZT制成陶瓷块体材料。而PZT块体材料由于其体积较大,还具有工作频率低、工作电压高、与半导体工艺不兼容等缺点,限制了其进一步的发展。随着电子信息科技的不断发展,微电子技术与薄膜制备技术的突破[6-7],电子元器件开始向微型化、轻量化、集成化方向发展。薄膜技术的突破推动了PZT材料薄膜化的热潮。PZT材料本身固有的优点使得PZT薄膜在电容器、非挥发性铁电存储器、声表面波器件、微型压电传感器等方面得到了广泛应用,成为材料领域和新型功能元器件领域研究的前沿和热点之一。

然而,PZT铁电薄膜本身存在着一些缺陷。首先,PZT薄膜的介电性能有待提高并且矫顽场较大;其次,PZT铁电薄膜本身的损耗和漏电流较大使得PZT薄膜难于集成在各种器件上。随着材料制备技术的成熟,PZT铁电薄膜引起许多科研工作者的关注,掺杂改性作为改善PZT铁电薄膜的有效手段,可以一定程度改善铁电薄膜的微观结构和电学性能[8-9]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、不同Nb掺杂浓度的PZT薄膜的制备

采用溶胶-凝胶法制备PZT前驱体溶液,并引入不同浓度的Nb,采用旋涂工艺制备不同Nb掺杂浓度的PZT薄膜。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-9周:按照设计方案,制备不同Nb5 掺杂浓度PZT薄膜。

第10-12周:对制备的不同Nb5 掺杂浓度PZT薄膜进行结构、形貌和介电性能、介电损耗、电滞回线、漏电流,分析Nb5 掺杂浓度对PZT薄膜结构和电学性能的影响规律。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 殷江, 袁国亮, 刘治国. 铁电材料的研究进展[J]. 中国材料进展, 2012, 31(3):26-38.

[2]翟亚红. 基于PZT的高可靠铁电存储器关键技术研究[D]. 电子科技大学, 2013:

[3] Chanthbouala A, Crassous A, Garcia V, et al. Solid-state memories based on ferroelectric tunnel junctions[J].Nature Nanotechnology,2012,7(2): 101-104.

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