基于基板的ABO-,3-鈣鈦礦型納米點制備及表征.pdf

1、ABO3鈣鈦礦型材料具有優(yōu)異的電學(xué)性能如壓電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)，因此在存儲器等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和納米技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今對于器件的需求日漸小型化，因此制備出小尺寸和高活性的ABO3型納米材料可促進其在光電領(lǐng)域的發(fā)展?；诨錋BO3納米點屬于零維納米材料范疇，本文針對此種多元組成材料體系制備了鈦酸鉛(PT)、鋯鈦酸鉛(PZT)和鈦酸鋇(BT)納米點結(jié)構(gòu)。
　　 本文將溶膠-凝膠法和旋涂技術(shù)相結(jié)合形成分相自組裝法，在基

2、板上成功制備了尺寸密度可控的多元組成納米點。在Si基板上制備了PT納米點，研究了納米點的尺寸和密度與溶膠濃度和熱處理溫度的關(guān)系。結(jié)果表明：其納米點尺寸隨PVP濃度的增大而減小，隨Pb濃度的增大而增大；乙酰丙酮濃度可影響基板納米點的結(jié)構(gòu)，形成三角狀、四方狀或花狀結(jié)構(gòu)；熱處理溫度對PT納米點的物相影響較大；700℃對納米點處理后，XRD和TEM同時顯示形成了鈣鈦礦型PT；PT納米點的尺寸在20-100nm之間，密度范圍可控制在0.4×101

3、0-3.7×1010 dots cm-2。
　　 采用分相自組裝法制備了PZT納米點，研究結(jié)果表明：PZT納米點尺寸隨PVP濃度的增大而變小，隨Ti濃度的增大而增大，與PT形成規(guī)律相似；高鋯鈦比使溶膠粘度增大影響分相，只會形成薄膜結(jié)構(gòu)；在硅、石英和鈦酸鍶作為基板時，后兩者上生成的PZT納米點尺寸和分布較為均勻。
　　 采用分相自組裝法制備了BT納米點，結(jié)果表明：由于溶膠薄膜分相不完全，納米點結(jié)構(gòu)不明顯，熱處理溫度上升時便

4、形成了薄膜形態(tài)。
　　 對PT納米點場發(fā)射性能進行研究，其場發(fā)射電流最高可達270μAcm-2；同時還利用CCD觀測了其場發(fā)射電子轟擊熒光粉的發(fā)光效應(yīng)，發(fā)光均勻一致；經(jīng)過Fowler-Nordheim變換發(fā)現(xiàn)納米點場發(fā)射效應(yīng)符合F-N理論，呈較好的線性關(guān)系；顯示出PT納米點具有良好的場發(fā)射性能。
　　 對PT納米點的鐵電性能和電學(xué)性能進行測試，發(fā)現(xiàn)納米點鐵電性能隨納米點尺寸增大變得愈加飽和，電容值在低頻區(qū)迅速減小，到達高

5、頻區(qū)趨于穩(wěn)定；介電損耗在高度小于50nm的情況下仍可保持較低水平即為0.34。
　　 對PT和PZT納米點PL譜進行研究，其PT和PZT納米點存在發(fā)光現(xiàn)象，PT納米點發(fā)光峰隨Pb含量的不同會有藍移現(xiàn)象即從373nm(3.33eV)變到363nm(3.42eV)處；PZT發(fā)光峰在350nm(3.54eV)。其發(fā)光機理主要基于以下兩個方面，一方面由于PT無定型的存在可以引入局部尾態(tài)，在其中有大量自陷電子和空穴。另一方面，無定型PT中