تهیه لایه نازک تیتانات باریم استرانسیم (bst)به روش سل-ژل و بررسی خواص الکتریکی آن

چکیده در این پژوهش لایه های نازک باریم استرانسیم تیتانات (ba1-xsrxtio3) با استوکیومتری های 4/0، 3/0، 2/0، 1/0=x به روش سل-ژل تهیه شدند. برای تهیه سل 25/0 مولار، از نمک های فلزی باریم استات و استرانسیم استات، آلکوکسید فلزی تیتانیم تترا ایزوپروپوکساید با استوکیومتری مناسب، حلال های استیک اسید و 2-متوکسی اتانول و همین طور از استیل استون به عنوان پایدار کننده استفاده شد. لایه نشانی فیلم های bst با ضخامت ها و استوکیومتری های مختلف، بر روی زیرلایه های سیلیکونی پوشش داده شده با پلاتین (si/pt) و با دستگاه پوشش دهنده چرخشی با سرعت rpm 3000 و به مدت s 30 انجام شد. آنالیز های حرارتی sta و dsc برای شناسایی رفتار حرارتی سل مورد استفاده قرار گرفت و فیلم های پوشش داده شده پس از خشک شدن در c? 150-100 و حرارت دهی در c? 480، در دمای c? 700 آنیل شدند. برای تعیین ساختار کریستالی و اطمینان یافتن از تک فاز بودن فیلم های bst، از آن ها الگوی پراش پرتو ایکس تهیه شد. مشخصه یابی الگو های پراش فیلم های bst با استوکیومتری های مختلف به کمک روش ریتولد ریفاینمنت نرم افزار maud انجام شد و با این روش اندازه پارامتر های شبکه، چگالی شبکه، اندازه بلورک ها و درصد کرنش شبکه محاسبه شد. اندازه بلورک ها برای استوکیومتری های مختلف حدود nm 58/26-25/18 به دست آمد. آنالیز fe-sem برای مطالعه مورفولوژی سطح، حضور احتمالی ترک و بررسی ضخامت فیلم ها در سطح مقطع مورد استفاده قرار گرفت. به طور کلی در محدوده ضخامت های nm 289-130 فیلم هایی بدون ترک به دست آمد و در ضخامت های بیشتر تا nm 420 نیز با تغییر روش عملیات حرارتی، تهیه فیلم های بدون ترک با موفقیت انجام شد. علاوه بر fe-sem از روش بیضی سنجی نیز برای تعیین ضخامت فیلم ها و همین طور مطالعه برخی خواص نوری فیلم های bst از جمله ضریب شکست آن ها در محدوده طول موج های nm 950-190 استفاده شد و روند تقریبی افزایش ضریب شکست با افزایش میزان استرانسیم از 1/0 تا 4/0 مشاهده شد. پس از تهیه فیلم با کیفیت مطلوب، تأثیر ترکیب بر خواص الکتریکی با اندازه گ‍یری مقاومت و ویژگی های دی الکتریک مانند ظرفیت و تانژانت اتلاف در محدوده فرکانسی mhz 1-khz 1 مورد مطالعه قرار گرفت.