溶胶-凝胶法制备Au-BaTiO3纳米复合薄膜及其介电性能

摘要

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基板上制备了Au-BaTiO3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5～22 nm的Au纳米粒子弥散地分布在BaTiO3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5mo1％.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BaTiO3薄膜的相当.在Au-BaTiO3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BaTiO3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.