PZT基压电陶瓷靶材制备开题报告
2020-05-02 17:58:15
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着电子元器件小型化以及新型电子元器件的发展需要,要求人们实现电子元器件概念上的突破,这在很大程度上推动了材料的研究从块体材料向薄膜材料的转变[1]。其中压电陶瓷薄膜除具有尺寸小、质量轻及易与集成电路(ic)集成外,还具有驱动电压低、响应速度快等一系列优点 [2],作为一类重要的功能陶瓷薄膜成为当前国内外研究的热门领域。
钙钛矿结构的锆钛酸铅(pbzrxti1-xo3,pzt)压电薄膜与无铅压电陶瓷薄膜相比具有较大的压电系数、优异的介电性能、较小的漏电流密度等优点,因此在某些微电子领域仍是无铅压电陶瓷薄膜不可替代的,如铁电存储器、振动能量采集器等。
磁控溅射技术利用高速运动的惰性荷能离子把靶材上的原子(或分子)轰击下来沉积在基片上形成薄膜 [3]。它作为一种制备薄膜的常用技术,具有高速(镀膜速度快)和低温(镀膜时衬底温度低)的优点,被普遍和成功地应用于许多方面,特别是在微电子、光学薄膜和材料表面处理领域中,用于薄膜沉积和表面覆盖层制备 [4]。目前,已成功采用磁控溅射方法制备出pzt等压电薄膜[5][6][7]。在磁控溅射制备压电薄膜的过程中,薄膜的好坏和沉积参数、退火工艺等许多参数有关 [8][9],其中溅射所用的靶材作为压电薄膜的物质源,对压电薄膜的化学成分、致密性和结晶等性能有直接影响,高质量的靶材是获得高质量薄膜的关键。因此,研制性能优良的靶材对压电陶瓷薄膜的制备具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1、工艺规律性研究:以pzt-5粉末为原材料,采用固相烧结法制备pzt基压电陶瓷靶材,探究烧结时间、烧结温度等工艺参数对靶材结构的影响规律。
2、靶材的制备:基于规律性研究,优化各工艺参数,最终获得一种符合磁控溅射要求且能制备出性能优异的pzt薄膜的靶材。
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pzt基压电陶瓷靶材;
第10-12周:采用xrd、fe-sem等测试技术对pzt基压电陶瓷靶材的物相、显微结构进行测试;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 陆雷, 肖定全, 田建华, 等. 无铅压电陶瓷薄膜的制备及应用研究[j].功能材料,2009(05):705-708.
[2] 曹洋, 朱孔军, 裘进浩, 等. 铌酸钾钠无铅压电陶瓷薄膜的制备方法研究[j].材料导报,2011(09):33-38.
[3] 陈祝. 溶胶—凝胶改进工艺制备锆钛酸铅(pbzrxti(1-x)o3)铁电薄膜的结构与性能研究[d].电子科技大学, 2006.