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钒酸铋薄膜的合成和性质研究

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毕业论文范文题目：钒酸铋薄膜的合成和性质研究，论文范文关键词：钒酸铋薄膜的合成和性质研究
钒酸铋薄膜的合成和性质研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：多年来,铁电薄膜材料由于具有优异的电学和光学特性,以及在器件应用方面的良好前景,得到了广泛而深入的研究。钒酸铋薄膜材料(Bi2VO5.5),作为一种新兴的铋基类钙钛矿铁电材料,具有高居里温度、低介电常数、良好的铁电特性和电光特性,在非易失性铁电存储器、薄膜电容、薄膜红外传感器和电光器件中有着广阔的应用前景。目前,对于钒酸铋材料的研究还处于初期研究阶段,研究主要是集中在两个方面：钒酸铋固体电解质体材料和钒酸铋铁电薄膜。目前,随着薄膜制备工艺的多元化发展和制备技术的提高,钒酸铋薄膜材料的研究逐渐成为热点。这主要集中在对薄膜的铁电性质和介电性质两方面的（文章此处忽略..）研究,而对BVO薄膜光学性质的研究相对较少。另外,在薄膜制备技术方面,主要是利用激光脉冲沉积技术(PLD)和金属有机物化学气象沉积(MOCVD),而利用其他方法制备的BVO薄膜则鲜有报道。钒酸铋薄膜作为一种很有前途的铁电薄膜材料,具有很大的研究空间和研究价值。鉴于上面这些原因,本文利用溶胶凝胶(Sol-gel)的方法制备了不同衬底上的BVO薄膜以及掺杂的BVO薄膜,并测试了这些样品的结构、电学和光学性质,以求对BVO薄膜的性质有一个更全面和深入的研究。主要成果如下：(1)成功配置了BVO材料的前驱溶液,并使用化学溶胶凝胶的方法,在不同的退火温度下制备了多（文章此处忽略..）个表面形貌和内部结构良好的BVO薄膜。主要包括Si(100)衬底,SiO2/Si(100)和LaNiO3(LNO)/Si(100)衬底上的纯BVO样品以及掺Mg和掺Fe的BVO样品。(2)利用X射线衍射设备和原子力显微镜对成功制得的BVO样品进行了微结构和表面形貌的研究。分析了不同衬底以及Fe、Mg掺杂对于BVO薄膜的结构性质的影响。研究发现SiO2层的引入使得BVO薄膜的衍射峰更强,晶化更明显,而且薄膜表面粗糙度降低,表面形貌和内部结构都得到了改善。而600℃退火温度下,LNO层的存在则削弱了BVO薄膜c轴取向的衍射峰强度,衍射图谱中出现了非c轴取向的衍射峰,并且通过原子力显微镜观测到（文章此处忽略..）薄膜的表面形貌和内部结构变差。(3)利用拉曼光谱及椭偏测量等手段对不同厚度,不同退火温度以及掺杂的BVO薄膜的光学性质进行测量,拟合得到了各种样品的折射率n和消光系数k的值,并进一步得到了BVO薄膜的吸收系数和禁带宽度。在600nm处,BVO薄膜的折射率为2.35,消光系数为0.035。另外根据间接跃迁公式,拟合出了BVO薄膜的禁带宽度在2.80eV左右。BVO薄膜的折射率和消光系数随着薄膜厚度的变化呈现出相反的变化,厚度越大,n和k越小。对不同退火温度条件下的BVO薄膜的进行光学测量后发现,折射率和消光系数随着退火温度的升高而增大,并且在650℃时,达到最大值。(4)对掺杂Fe（此处忽略..）和Mg的BVO薄膜进行了铁电性质的测试,研究了掺杂对于BVO薄膜结构和铁电性质的影响。发现适量的Fe掺杂不仅改变了薄膜的结构,而且改善了薄膜的铁电性能。在外加偏压为18V时,Bi2Fe0.04V0.96O5.5薄膜的剩余极化强度和矫顽电场的值分别为2.80μC/cm2和174kV/cm。对于Bi2MgxV1-xO5.5体系薄膜,8%的Mg掺杂的BVO薄膜的结晶性能最好,而4%Mg掺杂的BVO薄膜的铁电性质最优。

以上为本篇毕业论文范文钒酸铋薄膜的合成和性质研究的介绍部分。

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