研究目的
通过重复水热循环增加镍基合金基板上(K0.88Na0.12)NbO3薄膜的厚度,并研究其晶体结构以及铁电和压电性能随薄膜厚度的变化关系。
研究成果
重复水热沉积技术能有效在金属基底上制备具有可控取向的厚(K,Na)NbO3薄膜。这些薄膜无论厚度如何均表现出一致的铁电和压电性能,适用于需要柔性压电薄膜的应用场景。
研究不足
该研究仅限于在具有特定缓冲层的镍基合金基底上沉积(K,Na)NbO3薄膜。所实现的最大厚度为27微米。未将该薄膜的性能与其他沉积技术或基底进行比较。
1:实验设计与方法选择:
采用水热法在240°C下于镍基合金衬底上制备了具有SrRuO3/LaNiO3和SrRuO3缓冲层的(K0.88Na0.12)NbO3薄膜,通过重复水热过程增加薄膜厚度。
2:88Na12)NbO3薄膜,通过重复水热过程增加薄膜厚度。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:所用金属衬底为镍基合金(Inconel 600),并带有SrRuO3/LaNiO3和SrRuO3缓冲层。
3:实验设备与材料清单:
高压釜、聚四氟乙烯瓶、X射线荧光光谱仪(XRF,帕纳科Axios Advance PW4400)、X射线衍射仪(Bruker D8 DISCOVER)、扫描电子显微镜(JEOL JEM-6610LA)、原子力显微镜(SII SPA400)。
4:0)、X射线衍射仪(Bruker D8 DISCOVER)、扫描电子显微镜(JEOL JEM-6610LA)、原子力显微镜(SII SPA400)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将衬底悬挂于装有KOH和NaOH混合溶液及Nb2O5粉末的聚四氟乙烯瓶中,在240°C下加热6小时,清洗并干燥,该过程重复最多四次。
5:数据分析方法:
通过XRF测定薄膜厚度与成分,XRD表征晶体结构与取向,SEM观察表面形貌,铁电测试仪与原子力显微镜测量铁电与压电性能。
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X-ray fluorescence spectroscopy
Panalytical Axios Advance PW4400
Panalytical
Determination of film thickness and chemical composition
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SEM
JEOL JEM-6610LA
JEOL
Observation of surface morphologies
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XRD
Bruker D8 DISCOVER
Bruker
Characterization of crystal structure and preferred orientation
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AFM
SII SPA400
SII
Measurement of piezoelectric properties
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