优异Y-BST薄膜的设计、制备及介电性能

摘要

就(Ba+Sr)/Ti的原子摩尔比例、掺杂浓度、薄膜厚度等优化设计钇掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(Y-BST)薄膜,用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备Y-BST薄膜,研究该薄膜的结构及介电性能。X射线衍射(XRD)表明,薄膜均为立方钙钛矿多晶结构,主要沿(110)晶面生长。随(Ba+Sr)/Ti比值的增加,BST薄膜衍射峰强度增加,晶化增强;Y-BST薄膜随掺杂浓度(>1%摩尔比)的增加,衍射强度减弱,晶化减弱,但随薄膜层数的增加,衍射强度增强,晶化增强。40V和100kHz的电压-电容测试表明,(Ba+Sr)/Ti比值为0.9及掺杂浓度为2%摩尔比的8层Y-BST薄膜具有最优综合介电性能:零偏压下的电容为18pF(介电常数137)、介电损耗小于1%,40V偏压下调谐率约为46%,优质因子约为77,能满足微波调谐需要。同时,就有关机理进行了分析。

关键词