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Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究

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杜丕一, 隋帅, 翁文剑, 韩高荣, 汪建勋. 2005: Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究, 物理学报, 54(11): 5411-5416. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.11.074
引用本文: 杜丕一, 隋帅, 翁文剑, 韩高荣, 汪建勋. 2005: Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究, 物理学报, 54(11): 5411-5416. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.11.074
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Du Pi-Yi, Sui Shuai, Weng Wen-Jian, Han Gao-Rong, Wang Jian-Xun. 2005: Preparation and phase formation of sol-gel derived PST thin film doped with Mg, Acta Physica Sinica, 54(11): 5411-5416. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.11.074
Citation: Du Pi-Yi, Sui Shuai, Weng Wen-Jian, Han Gao-Rong, Wang Jian-Xun. 2005: Preparation and phase formation of sol-gel derived PST thin film doped with Mg, Acta Physica Sinica, 54(11): 5411-5416. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.11.074
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Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究

  • 浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027

Preparation and phase formation of sol-gel derived PST thin film doped with Mg

  • 摘要: 利用溶胶-凝胶法成功制备了Mg掺杂Pbo4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜,利用x射线衍射仪对薄膜的物相和结构进行了分析,用扫描电子显微镜对薄膜的形貌和断面等进行了观察.研究结果表明,薄膜以立方钙钛矿为晶相,薄膜中晶相以团聚状颗粒存在,晶相含量受热处理条件和Mg的掺杂量所控制.Mg掺杂对Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜晶相含量的影响与钙钛矿中的氧空位缺陷相关.在一定的掺杂范围内,由掺杂引起晶相的晶格畸变较小时,体系掺Mg平衡了晶体内本征氧空位引入的电荷不平衡,使晶相更为稳定,析晶能力提高,晶体形成量随掺杂浓度的提高而提高.当掺杂浓度达到一定量时,随着Mg掺杂浓度增加,一方面使形成晶体时杂质浓度增加造成参与形成晶相的组成含量下降,另一方面使进入钙钛矿结构的Mg增加,氧空位大量增加使畸变程度提高,形成的晶相不稳定,析晶能力下降,晶体含量随掺杂Mg浓度的增加而不增反降.在相同条件下制备的Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜中Mg掺量约为x=0.01时,得到的钙钛矿相含量最高,本征氧缺陷所带入的正电荷和Mg引入时带入的负电荷间达到平衡.此外,Mg的掺入还影响到析晶与热处理过程之间的关系.在高Mg掺量范围,Mg含量越高,形成的晶相越不稳定,热处理时间越长,使热处理过程中分解的晶相量越多,随Mg掺量越高和热处理时间越长,薄膜中晶相含量越低.
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出版历程
  • 刊出日期:  2005-11-30

Mg掺杂PST薄膜的溶胶-凝胶法制备及晶相形成研究

  • 浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州,310027

摘要: 利用溶胶-凝胶法成功制备了Mg掺杂Pbo4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜,利用x射线衍射仪对薄膜的物相和结构进行了分析,用扫描电子显微镜对薄膜的形貌和断面等进行了观察.研究结果表明,薄膜以立方钙钛矿为晶相,薄膜中晶相以团聚状颗粒存在,晶相含量受热处理条件和Mg的掺杂量所控制.Mg掺杂对Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜晶相含量的影响与钙钛矿中的氧空位缺陷相关.在一定的掺杂范围内,由掺杂引起晶相的晶格畸变较小时,体系掺Mg平衡了晶体内本征氧空位引入的电荷不平衡,使晶相更为稳定,析晶能力提高,晶体形成量随掺杂浓度的提高而提高.当掺杂浓度达到一定量时,随着Mg掺杂浓度增加,一方面使形成晶体时杂质浓度增加造成参与形成晶相的组成含量下降,另一方面使进入钙钛矿结构的Mg增加,氧空位大量增加使畸变程度提高,形成的晶相不稳定,析晶能力下降,晶体含量随掺杂Mg浓度的增加而不增反降.在相同条件下制备的Pb0.4Sr0.6MgxTi1-xO3-x薄膜中Mg掺量约为x=0.01时,得到的钙钛矿相含量最高,本征氧缺陷所带入的正电荷和Mg引入时带入的负电荷间达到平衡.此外,Mg的掺入还影响到析晶与热处理过程之间的关系.在高Mg掺量范围,Mg含量越高,形成的晶相越不稳定,热处理时间越长,使热处理过程中分解的晶相量越多,随Mg掺量越高和热处理时间越长,薄膜中晶相含量越低.

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