郭会勇，王敏，韩冰

（1.华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640；2.广东技术师范学院机电学院，广东 广州 510665）

退火处理对钛酸钡微弧氧化铁电薄膜物相的影响

郭会勇1，王敏2,*，韩冰1

（1.华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640；2.广东技术师范学院机电学院，广东 广州 510665）

以工业纯钛板作为阳极，在Ba(OH)2溶液中微弧氧化制得BaTiO3薄膜。研究了BaTiO3薄膜的表面形貌和物相组成，着重研究了退火处理对BaTiO3薄膜物相的影响。微弧氧化所得薄膜表面凹凸不平，且存在大量分布不均的孔洞，主要由六方相BaTiO3组成，经不同温度退火后，其物相组成发生很大变化。在1 100 °C下退火1 h后，薄膜中开始出现四方相BaTiO3；随着热处理温度的升高和保温时间的延长，更多的BaTiO3由六方相向四方相转变。但高温退火过程中基体Ti与微弧氧化膜反应形成的氧化物层会影响薄膜的铁电性能。

钛；微弧氧化；钛酸钡；铁电薄膜；退火；物相

1 前言

BaTiO3铁电薄膜材料具有优异的性能，在通讯、微电子、光电子等领域有着重要或潜在的应用[1-3]。微弧氧化(Microarc Oxidation，MAO)可直接在有色金属表面原位生长陶瓷膜[4]，该技术具有快速、操作简单、薄膜成分可调等优点[5-6]，自S. V. Gnedenkov等[7]报道将MAO应用于铁电薄膜的制备以来，便受到各国科学家的重视。姜兆华[8-10]、C. T. Wu[9]、王新华[10]等分别在Ba(OH)2、Ba(CH3COO)2+ NaOH和Ba(OH)2溶液中采用直流源MAO制得BaTiO3薄膜，研究了薄膜性能、成膜机理及工艺参数对薄膜的影响。本课题组也对该法制备的BaTiO3薄膜进行了前期研究[11-13]。

MAO制备BaTiO3薄膜主要有直流和交流电2种。从理论上讲，交流模式下断续起弧可使弧光均匀分布于表面，且溶液的均匀流动可使表面充分冷却，所得薄膜表面更均匀。……