OA系统图书馆网站地图所长信箱English中国科学院
 
首页机构概况科研成果研究队伍国际交流科技合作研究生教育文化建设党群园地科学传播信息公开
  法甲买球  
  图片新闻  
  天博体育克罗地亚  
  学术活动  
  媒体报道  
您现在的位置:首页 > 新闻动态 > 天博体育克罗地亚
研究人员采用改良溶胶-凝胶法制备出高压电性能的掺钒ZnO薄膜
2021/08/16 | 作者:超声学实验室 樊青青 | 【 【打印】【关闭】

  为提高MEMS压电器件的性能,国内外研究人员对ZnO压电薄膜的制备方法进行了优化,掺杂是优化手段之一。研究表明,掺钒ZnO薄膜的压电系数比未掺杂的高一个数量级,其压电系数可达110pm/V。但目前国际上主要采用磁控溅射法制备掺钒ZnO压电膜,这种方法存在掺杂不充分、不均匀、掺杂浓度难以准确控制等问题。

  为此,中科院声学所超声学实验室李俊红研究员团队采用改良溶胶-凝胶法制备了掺钒ZnO薄膜,研究了关键制备参数对薄膜结构及压电性能的影响,优化了薄膜的制备技术,明显提高了材料的压电性能。

  相关成果在线发表于国际学术期刊 Journal of Alloys and Compounds

  测试结果表明,随着退火温度的升高、时间的增长,薄膜的压电性能先提高后降低,压电系数最高可达240pm/V,是纯ZnO薄膜压电系数的约20倍。同时,与目前常用的磁控溅射法制备的ZnOV薄膜相比,采用本文的方法能使薄膜成分分布更加均匀,且掺杂更加充分,因此能更大程度地提高薄膜的压电性能(目前已有的研究成果中,磁控溅射掺钒氧化锌压电薄膜的压电系数最高为170 pm/V)。将这种高性能掺杂氧化锌压电薄膜应用到硅微压电传声器、薄膜体声波谐振器、压电微机械超声换能器、MEMS水听器等器件中可大大提高这些器件的性能,推动这些器件在移动通讯、医用超声成像、水下目标探测等方面的应用。

  本研究获得汪承灏院士的指导,以及国家自然科学基金(No.11874388, No.11474304)和中科院前沿科学重点研究项目(No. QYZDY-SSW-JSC007)资助。

  

  图1 不同高温退火工艺制备的ZnO:V 薄膜的X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)谱图(图/中科院声学所)

  

  图2 不同退火工艺得到的典型压电测试曲线(图/中科院声学所)

  关键词:

  掺钒ZnO薄膜;压电;溶胶-凝胶法

  参考文献:

  FAN Qingqing, LI Dongning, LI Junhong, WANG Chenghao. Structure and piezoelectricity properties of V-doped ZnO thin films fabricated by sol-gel method. Journal of Alloys and Compounds, 829(2020) 154483. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.154483.

  论文链接:

  https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154483

 
  相关新闻
Copyright 1996 - 天博官方网站 版权所有 备案序号:京ICP备16057196号 京公网安备110402500001号
地址:北京市海淀区北四环西路21号中国科学院声学研究所  邮编:100190
E-mail:ioa@mail.ioa.ac.cn