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磁控溅射工艺参数对PZT薄膜电性能的影响开题报告

 2020-02-10 23:11:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

锆钛酸铅(pzt)薄膜由于具有优良的压电、铁电、介电、热释电和机电耦合性能,成为当前国际上备受关注的功能材料,在微机电系统(mems)技术中被广泛应用[1],比如:铁电存储器[2,3]、数字开关[4]、振动能量釆集器[5,6,7,8]与燃料电池[9,10]等。

最早pzt 压电材料是以压电陶瓷的方式被发现的,随着pzt陶瓷材料缺点逐渐显现出来,pzt铁电薄膜成为铁电材料应用研究的重要方向之一。pzt 薄膜器件具有响应快,探测信号快,结构紧凑,机械强度好[11],可提高波长范围等特点,为器件的集成化和微型化创造条件[12]。目前,pzt 薄膜材料的制备和应用研究已成为铁电学研究的热点之一[13,14]

台湾国立大学马小康[15]教授发表了关于pzt薄膜与质子交换膜燃料电池相结合成功的研究成果,他们将pzt器件粘接到薄膜上,通过正弦信号发生器驱动。利用其压电性能为燃料电池提供动力,在180hz时激励使他的输出电流增大了三倍达到0.41a。

pzt由于具有大的介电常数和小的介电损耗,所以在pmut技术中被广泛应用[16,17,18]。un-hyun lim[19]等基于溅射法制备的pzt薄膜,开发出了高频率下工作的压电式微机电超声传感器(pmut)。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、探究磁控溅射工艺对pzt薄膜性能的影响

氩气氧气流量比、基片温度、气压、溅射时间、溅射功率、退火温度等工艺参数都会影响pzt薄膜的性能。改变工艺参数制备不同pzt薄膜,分析工艺参数对薄膜生长的影响,确定最佳的溅射参数。

2、pzt薄膜性能的研究

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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4-8周 按照设计方案,控制磁控溅射条件制备一系列pzt薄膜;

第9-11周 采用xrd、fe-sem、介电性能、铁电性能等测试对样品对材料的物相、显微结构、铁电/介电性能进行测试;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] r.r.benoit,r.q.rudy,j.s.pulskamp,r.g.polcawich,s.s.bedair.advancesin piezoelectric pzt-based rf mems components and systems[j] . micromech. microeng.vol.27,no.8,pp.083002,2017.doi:10.1088/1361-6439/aa710b

[2] zhou c,peng p,yang y,etal.characteristics of metal-pb(zr0.53ti0.47)o3-tio2-sicapacitor for nonvolatile memory applications[c].nano/micro engineered andmolecular systems(nems),2011 ieee international conference on. ieee, 2011:134-137.

[3] song h w.the effect ofdepositon temperature of pb(zr,ti)o3(pzt) thin films with thicknessof around 100nm on the piezoelectric response for nano storageapplications[j].world,2012,2:51-56.

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