退火时间对BNT-BT6薄膜微结构及压电性能的影响

韩昊¹，詹科²，王现英²，郑学军²

1. 上海理工大学环境与建筑学院2. 上海理工大学材料科学与工程学院

摘 要：采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）在Pt/Ti/SiO2/Si（100）衬底上制备了0.94（Na0.5Bi0.5）TiO3-0.06BaTiO3（BNT-BT6）薄膜,研究了不同退火时间对其微结构和压电性能的影响。X射线衍射（XRD）结果表明,制备的BNTBT6薄膜为钙钛矿型铁电薄膜,随着退火时间的延长,晶粒尺寸略有增加。原子力显微镜（AFM）结果表明,制备的薄膜表面比较平整、无裂缝。随着退火时间的延长,薄膜的粗糙度有所增加。在退火时长为60min时薄膜表面具有最佳的均一性,在退火时间为90min时薄膜均一性最差;优化退火时间,可提高薄膜结晶程度,避免焦绿石相的生成,进而提高BNT-BT6薄膜压电性能。压电力显微镜（PFM）结果表明,BNT-BT6薄膜的电畴为多畴结构。在不同退火时间下均有明显的压电响应,特别是在退火时间为60min时,BNT-BT6原始电畴有着最高的振幅强度。在30min、40min、60min和90min退火时间时,其平均压电系数d33分别为48pm/V、157pm/V、186pm/V和142pm/V。

关键词：薄膜;溶胶-凝胶法;退火时间;压电性能;