Y掺杂浓度梯度对BST薄膜结构及介电性能的影响

摘要

用改进的溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备6层钇(Y)掺杂浓度分别为1%/1.1%/1.2%/1.3%/1.4%/1.5%的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-1.5YBST)和掺杂浓度分别为1%/1.3%/1.6%/1.9%/2.2%/2.5%的梯度Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜(1-2.5YBST),研究掺杂浓度梯度对薄膜结构及介电性能的影响。X射线衍射(XRD)表明,两薄膜主要沿(110)晶面生长,为立方钙钛矿结构,比6层Y掺杂浓度均为1%的BST薄膜(YBST)的衍射峰强度及晶化减弱,但掺杂浓度梯度较大的1-2.5YBST对应的衍射强度和晶化较强。原子力显微镜(AFM)表明,1-2.5YBST具有更光滑的形貌。两薄膜比YBST具有高的电容、低的介电损耗、高的调谐率,而1-2.5YBST具有更优异的综合介电性能:零偏压下的电容为17.45 pF(介电常数127)、介电损耗为0.82%及最大调谐率为34.6%、优质因子为42。