溶胶–凝胶法制备Au-BaTiO₃纳米复合薄膜及其介电性能

武英杰^1,2，王海玲²，宁兴坤²，王占杰^1,2,3，王强³

1. 东北大学材料与冶金学院2. 中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室3. 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室

摘 要：采用溶胶–凝胶法在Pt/Ti/Si O2/Si基板上制备了Au-Ba Ti O3纳米复合薄膜,并且对其晶体结构、微观组织和介电性能进行了研究。结果表明,Au在复合薄膜中以直径为5²2 nm的Au纳米粒子弥散地分布在Ba Ti O3基体中。Au的添加量对复合薄膜的介电性能和表面形貌有很大影响,其最佳添加量约为5mol%。复合薄膜经过550℃的低温退火已经完全结晶为钙钛矿相,其介电常数与700℃退火的纯Ba Ti O3薄膜的相当。在Au-Ba Ti O3复合薄膜的结晶过程中,一方面,Au纳米粒子可能促进了中间相的分解;另一方面,Au纳米粒子诱发了钙钛矿相的异质形核,促进了Ba Ti O3的结晶化。因此,Au纳米粒子大幅度地降低了复合薄膜的退火温度,并显著提高了复合薄膜的介电性能。

关键词：Ba Ti O3;纳米复合薄膜;溶胶–凝胶法;介电性能;结晶化;