2.
KRISTALIZACIJA IN RAZVOJ MIKROSTRUKTURE TANKIH PLASTI K 0.5 Na 0.5 NbO 3 -SrTiO 3 PRIPRAVLJENIH S SINTEZO IZ RAZTOPINTanja Pečnik, 2012, diplomsko delo
Opis: V delu opisujemo študij kristalizacije in razvoja mikrostrukture tankih plasti na osnovi trdne raztopine 0,85 K0.5Na0.5NbO3 – 0,15 SrTiO3 (KNN-STO), pripravljenih s sintezo iz raztopin, na platiniziranih silicijevih podlagah. Raztopino KNN-STO smo pripravili iz kalijevega acetata KO2C2H3, natrijevega acetata NaO2C2H3, niobijevega etoksida Nb(OEt)5, titanovega propoksida Ti(OC2H4CH3)4 in stroncijevega nitrata Sr(NO3)2. Kot topilo smo uporabili 2-metoksietanol CH3OCH2CH2OH. Plasti smo segrevali po dvostopenjskem in štiristopenjskem postopku segrevanja, kar pomeni, da smo jih po stopnji pirolize segrevali do končne temperature po vsakem drugem, oziroma po vsakem nanosu raztopine s koncentracijo cM = 0,4 M na podlago. Plasti, pripravljene iz raztopin različnih koncentracij (0,1 M, 0,2 M, 0,4 M), smo segrevali do končne temperature po vsakem nanosu raztopine na podlago.
Rentgenski difraktogrami plasti kažejo, da vse plasti, ki smo jih segrevali po opisanih postopkih do temperatur med 500 °C in 700 °C, kristalizirajo v perovskitni fazi s psevdo-kubično osnovno celico brez izrazite kristalografske usmerjenosti.
Mikrostruktura plasti je odvisna od pogojev priprave. Plasti, pripravljene iz raztopine KNN-STO s koncentracijo 0,4 M z dvostopenjskim segrevanjem, imajo enakomerno mikrostrukturo z enakoosnimi zrni, velikimi ~20 nm, medtem ko je mikrostruktura plasti, pripravljenih s štiristopenjskim segrevanjem, heterogena z zrni velikosti od ~20 nm do ~100 nm. Mikrostruktura plasti, ki smo jih pripravili iz raztopin KNN-STO z različnimi koncentracijami in segrevali po vsakem nanosu, je heterogena, z zrni velikosti od ~50 nm do ~150 nm.
Pogoji priprave tankih plasti KNN-STO vplivajo tudi na njihove dielektrične lastnosti. Plasti, pripravljene z dvostopenjskim segrevanjem, imajo večjo vrednost dielektrične konstante kot plasti, pripravljene s štiristopenjskim segrevanjem. Vrednost dielektričnosti se povečuje z naraščajočo temperaturo in časom segrevanja. Plast KNN-STO, pripravljena z dvostopenjskim segrevanjem pri temperaturi T=700 °C in času t=15 min ima največjo dielektričnost in nizke dielektrične izgube, in sicer 700 in 0,04 pri sobni temperaturi in pri frekvenci 100 kHz. Izmerili smo temperaturno in frekvenčno odvisnost dielektričnosti in dielektričnih izgub omenjenega vzorca in ugotovili, da kaže značilen relaksorski odziv, podobno kot volumenska keramika z enako kemijsko sestavo.
Ključne besede: Tanke plasti, K0.5Na0.5NbO3 – SrTiO3, sinteza iz raztopin, mikrostruktura, kristalizacija, dielektričnost.
Objavljeno v DKUM: 23.07.2012; Ogledov: 2063; Prenosov: 186
Celotno besedilo (3,29 MB)
