电泳沉积法制备SrTiO3薄膜电极的工艺研究
2018-05-13李智敏
赵 群,刘 菲,卢 琳,李智敏,黄 伟
(西安电子科技大学 材料科学与工程,陕西 西安 710126)
我国是SrTiO3的需求大国,近年来SrTiO3系电子陶瓷因介电损耗小、色散频率高、热稳定性高而获广泛应用。它的钙钛矿结构使其具备优异铁电性能和光学性质[1-2,4]。在存储器中用SrTiO3替代 SiO2,可使存储量提高30倍以上[2-4]。此外,SrTiO3作为敏感材料,在气敏、热敏、湿敏、光敏领域均有良好的应用[5-8]。SrTiO3基材料可用于O2、H2、CO等多种气体的检测,掺入K离子有湿敏性,掺入Cr、Mn、Eu等的SrTiO3有光致发光现象。能源和环保领域迫切需要高性能的材料,SrTiO3用来制备固体氧化物燃料电池,从而利于甲醇、氢气等新型能源的推广,缓解能源危机[9-10]。
国际上膜电极的研究始于20世纪50年代,制备技术尚不过关,未能得到高质量的膜电极。80年代以后,膜电极的制备技术得到广泛的关注,取得了一系列新的突破[11]。目前,制备膜电极化学方法主要有金属有机化合物气相沉积法(metalloorganic chemical vapor deposition,MOCVD)、 溶胶凝胶法(Sol-Gel)、催化化学气相沉积法(catalytic chemical vapor deposition,Cat-CVD)、 金属有机化合物热分解法(metallo-organic deposition,MOD)、等离子增强化学气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)、液态源雾化化学沉积法(liquid source misted chemical deposition,LSMCD),而制备膜电极的物理方法主要有脉冲激光沉积法(pulsed laser deposition,PLD)、电泳沉积法 (electro phoreti deposition,EPD) 和溅射法(sputtering)等。本次试验采取的是低成本、易操作,可推广的电泳沉积的方法。
电泳沉积法是利用了电泳动现象,在外加电场的作用下,带电颗粒在分散介质中做定向移动,达到基材电极后发生聚沉而形成较密集微团结构的过程。电泳沉积法具有所需设备简单,操作方便,成本较低,沉积工艺容易控制;……
