铈镁交替掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜高调谐性能

摘要

根据Ce掺杂、Mg掺杂以及Y和Mn交替掺杂可分别使Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜的介电调谐率、介电损耗和综合介电性能提高、降低和提高的特点,采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了6层Ce和Mg交替掺杂BST薄膜,并研究其结构及介电性能.Ⅹ射线衍射表明,该薄膜为立方钙钛矿结构、主要沿(110)晶面生长、晶化明显增强.扫描电子显微镜表明,薄膜表面形貌极大改善,首层薄膜与基体良好匹配,Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜表面更均匀致密、晶粒更细小、晶化略微减弱.Ⅹ射线光电子能谱表明,薄膜表面非钙钛矿结构显著减少.薄膜显示高调谐率和高优质因子.Mg掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在高频范围的综合介电性能更稳定.Ce掺杂层为首层的交替掺杂薄膜在低频范围的介电强度更高,综合性能更突出,在100 kHz下,10,20和40 V偏压对应的调谐率分别为47.4%,63.6%和71.8%,对应的优质因子分别为27.1,77.5和86.5,可满足微波调谐应用.同时,就有关机理进行了分析.