微弧氧化制备BaTiO₃铁电薄膜的添加剂优选

王敏¹，郭会勇²，李文芳³

1. 广东技术师范学院机电学院2. 平高集团有限公司3. 华南理工大学材料科学与工程学院

摘 要：以纳米BaTiO3、纳米TiO2、乙二醇、甘油和三乙醇胺分别作为添加剂,在0.5 mol/L Ba(OH)2基础溶液中,采用微弧氧化在钛板表面原位生长铁电薄膜,利用XRD、SEM、EDS和HP4284型电容探测仪等对薄膜的物相构成、厚度、表面粗糙度、元素分布及介电性能进行表征。结果表明,所得薄膜的物相组成均主要是四方相BaTiO3,添加剂的加入对物相无影响。甘油可显著改善薄膜的表面形貌,降低表面粗糙度值,所得薄膜介电性能优越,100 Hz条件下其介电常数和介质损耗值分别为200.7和0.055。纳米TiO2和乙二醇也可降低薄膜表面粗糙度且使薄膜生长速度升高,但两者对薄膜介电性能的优化不及甘油。故欲获得表面形貌良好、生长速度较快且介电性能优越的BaTiO3铁电薄膜,可选择甘油作为添加剂。

关键词：BaTiO3;铁电薄膜;微弧氧化;添加剂;