现今,动态随机存取存储器(DRAM)在数字存储器领域内占主导地位,主要原因 是其具有结构小巧和单元设计简单的优点。但是 DRAM 也有缺点,需要维持电压才 能记录信息并且集成度低[18]。而铁电晶体中存在着许多铁电畴,可制作具有诸多优点的铁电存储器。目前,对非挥发性铁电存储器(FRAM)的研究非常重视。人们不断对 铁电薄膜,电极材料和制备技术进行设计改进,并开展大量的研究工作。近年来,随 着电子信息技术的迅猛发展,信息容量日益增大,对存储器提出了越来越高的要求。 目前,单分散性好的复合氧化物铁电纳米晶是制备下一代非挥发存储器的关键。复合 氧化物铁电纳米晶体的研究,在信息存储领域将发挥重要的意义。81105

人们发现一定条件下,一些聚合物呈现铁电性,其拥有无机铁电体所不具备的优 点。由于复合材料的聚合物组分众多,并且具有多样性的结构,因此,可以开发出更 多的铁电体。这是一个新的领域,仍处于起步阶段。

高性能的铁电材料具有广阔的应用前景,然而我们从现状来看, 对于高性能铁电 材料的研究和开发仍处于起步阶段。到目前为止,对于铁电材料的一些性能的研究还 没有达到令人满意的地步。比如用于制备铁电复合材料的陶瓷粉体和聚合物的种类还 很单一[19], 铁电薄膜的微型化,铁电的高温稳定性, 铁电记忆器件抗疲劳能力,半 导体界面的兼容性等一系列问题尚未得到解决。

而对多铁性材料来说,铁性和磁性的研究依旧集中于凝聚态物理范畴。合成电偶 极子同磁性自旋序共存的材料以及电性和磁性间的耦合效率仍是主要问题。同时,铁 电阻变材料的研究还在初步发展阶段。我们目前仍不了解,铁电通过极化翻转来调控 自身的能带带隙,隧穿势垒等的机理。总之,对于铁电材料特性的研究与应用还需要 我们不断的研究与探索,并给予足够的重视。

BaTiO3 是钙钛矿材料,我们将其作为原料来合成钛酸盐电陶瓷。BaTiO3 具有优 良的特性,其介电常数大而且介电损耗小。因此,BaTiO3 目前也用作多层陶瓷电容 器的介质材料。我们为获得陶瓷材料的优良性能,通过特殊的微观结构及化学组成来 实现。在陶瓷加工过程中,还需细心控制粉体制备,流变控制,固化成形,烧结等工 艺步骤。目前,我们通常采用高温煅烧的方法来制备 BaTiO3 粉末。这是一种传统的制备方法,随着电子元器件的不断集成化,如今也出现一些弊端。究其原因,高度的集 成化以及尺寸上的微型化对 BaTiO3 粉体要求更高。钛酸钡粉末尺寸要求超细,纯度 要求高。然而,传统的高温煅烧方法无法满足这些要求。通过其方法制备出的 BaTiO3 粉体尺寸大小不均一,还会出现团聚现象。

我们已经开发了多种新方法来制备出高性能的粉体,比如在低温条件下直接合成, 对溶剂进行水热处理的方法,将钡盐分散在有机相中的微乳液法以及机械活化法。

微乳液法相比于传统的高温固相煅烧法存在着众多优点,但也不可避免地存在缺 点。首先,粉体的结晶性良好。此法避免了很大程度的团聚发生,且颗粒的尺寸较小。 但是,所得到的 BaTiO3 粉体中含有大约 0。2%的杂质相 BaCO3。

机械活化法起初是为了合成合金化合物和金属间化物而开发的,目前用来改善原 始物料的反应性。经试验合成的产物具有很好的纳米晶体结构,粒子直径大约为 20~30nm。为了满足电子元件的微型化和集成化,对于 BaTiO3 有着更高的要求,例 如制备过程简便,粉末分布均匀,具有精确化学计量。因此,BaTiO3 的制备方法已 经引起人们的高度重视。

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