- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
薄膜工艺——表面现象与技术层面的关联 || 用于铁电薄膜涂层制备及传感器、太阳能电池制造的改进旋涂法
摘要： 采用改进型旋涂机进行的旋涂工艺效果良好，尤其是转速可达18,000转/分钟的第二代改进型旋涂机，能够制备/涂覆需要高角速度（转/分钟）的光子晶体基铁电薄膜。使用3000和6000转/分钟的铁电薄膜在能隙、电导率等方面均表现优异。此外，该改进型旋涂机还衍生出多项应用，包括非侵入式血糖水平检测设备中的传感器、自动干燥系统中的传感器、机器人系统中的传感器，以及当前正在开发的太阳能电池/光伏板系统中的光伏电池。这些应用采用了钛酸锶钡（BST）、铌酸锂（LiNbO3）、氧化亚铜（CuO）和钽酸锂（LiTaO3）等铁电材料。
关键词： 铁电薄膜、太阳能电池、改进的旋涂法、传感器
更新于2025-09-23 15:21:21
-
通过提高剩余极化和降低带隙实现Fe掺杂(Pb,La)(Zr,Ti)O3薄膜的优异铁电光伏性能
摘要： 为了开发具有高功率转换效率的铁电光伏器件，铁电材料必须同时具备大的剩余极化和窄的带隙，以有效分离光生载流子并吸收更多阳光?；谡庖凰悸?，本报告将Fe3?引入Pb?·??La?·??(Zr?·?Ti?·?)?·????O?铁电薄膜中，以增大薄膜的剩余极化并减小其带隙。由此制备了基于Fe3?掺杂Pb?·??La?·??(Zr?·?Ti?·?)?·????O?薄膜的光伏器件。实验结果表明：随着Fe3?掺杂量增加，薄膜剩余极化先提升至4.8 mol% Fe3?含量时的最大值50 μC/cm2，随后逐渐降低，而带隙则持续减小。此外，在负极化电压下，器件比正极化电压时表现出更大的短路电流和开路电压，这归因于铁电薄膜剩余极化产生的退极化电场与肖特基势垒引起的内建电场方向相同。本研究中，在4.8 mol% Fe3?掺杂量和-5 V极化电压条件下，器件获得了最优光伏性能——开路电压高达-0.55 V，短路电流达0.4 μA/cm2，这得益于器件阳光吸收特性和光生载流子分离能力的提升。该工作为设计和制备高功率转换效率的铁电光伏器件提供了新思路。
关键词： Fe3?掺杂、光伏性能、带隙、剩余极化、铁电薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
-
薄膜厚度和极化电场对(Pb,La)(Zr,Ti)O3铁电薄膜基器件光伏性能的影响
摘要： 无机钙钛矿铁电材料中获得的铁电光伏（FPV）效应因其制备具有优异稳定性、高开路电压（Voc）和大短路电流密度（Jsc）的FPV器件的巨大潜力而备受关注。为获得适合作为光吸收层的铁电薄膜厚度——既能充分吸收阳光又能最大限度减少光生电子-空穴复合，我们采用溶胶-凝胶法制备了不同层数的Pb0.93La0.07(Zr0.6Ti0.4)0.9825O3（PLZT）铁电薄膜，并基于这些薄膜构建了FTO/PLZT/Au结构的FPV器件。通过光伏性能测试发现：4层PLZT薄膜（约300纳米厚度）器件展现出最大的Voc和Jsc，且光伏效应明显依赖于极化电场的强度和方向。当施加负向极化电场时，由于剩余极化产生的退极化场与肖特基势垒引发的内建电场同向，Voc和Jsc均显著高于正向极化情况，且负向极化电场越强，Voc和Jsc越大。在-333 kV/cm极化电场下，器件呈现最优光伏性能，Voc高达0.73 V，Jsc达2.11 μA/cm2。本研究为开发高性能铁电光伏器件开辟了新途径。
关键词： 薄膜厚度，铁电薄膜，铁电光伏器件，退极化电场，无机钙钛矿
更新于2025-09-16 10:30:52
-
脉冲激光沉积铁电BaTiO?薄膜中的岛状生长模式：沉积过程中氧压的作用
摘要： 脉冲激光沉积法被广泛用于生长BaTiO3薄膜。我们研究了生长过程中氧压对铁电外延BaTiO3薄膜形貌、微观结构和粗糙度的影响。同时利用像差校正透射电子显微镜分析了整个膜厚范围内的外延生长模式和缺陷。虽然未观察到铁弹性（孪晶界）畴壁，但发现了若干失配位错，这些位错可能是导致所观察到的岛状生长模式的主要原因。
关键词： 钛酸钡，铁电薄膜，外延薄膜，失配应变，晶体缺陷
更新于2025-09-11 14:15:04
-
(110)取向Ba(Zr0.08Ti0.92)O3薄膜的相图与物理性质
摘要： 采用唯象Landau-Devonshire理论构建了(110)取向Ba(Zr0.08Ti0.92)O3薄膜的热力学势，并研究了其相变、铁电、介电及压电特性。在"失配应变-温度"相图中存在四方a1相、正交a2c相和三斜γ相三种稳定铁电相。相图中发现两个三相点，且四方a1相与正交a2c相之间可直接发生90°极化翻转。由于热力学势中非线性耦合项的存在，电场会在三斜γ相中诱发复杂相变。(110)取向Ba(Zr0.08Ti0.92)O3薄膜的纵向压电系数小于(001)取向薄膜，且三斜γ相中可获得负向纵向压电系数。
关键词： A. 铁电薄膜，D. 压电性能，D. 相变
更新于2025-09-09 09:28:46
-
核限制下Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>薄膜中铁电正交相的形成
摘要： 已有多种假说被提出以解释掺杂或未掺杂的HfO?薄膜材料呈现异常铁电性的成因。这些假设虽基于实验观测，但要在热力学理论计算与实际实验结果之间架起桥梁来追溯HfO?中这种前所未有的铁电性起源仍存在显著鸿沟。本研究通过引入动能因素填补这一空白，证实了受TiN顶电极（覆盖层）影响的四方相向单斜相转变过程中存在动能势垒。实验采用10纳米厚Hf?.?Zr?.?O?薄膜，在有无TiN覆盖层条件下进行退火处理，并设置不同退火时长与温度。通过X射线衍射图谱计算相转变量构建阿伦尼乌斯曲线，从而获取四方相-单斜相转变的活化能。运用Johnson-Mehl-Avrami模型和成核限制转变模型描述特征形核生长时间，并计算Hf?.?Zr?.?O?薄膜单斜相转变的活化能。两种模型均表明TiN覆盖层为四方相-单斜相转变提供了动能势垒，从而增强了材料的铁电性能。
关键词： 铁电薄膜、锆钛酸铪、活化能、成核限制转变、成核与生长转变动力学
更新于2025-09-04 15:30:14