BaTiO3薄膜電熱效應的增強研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的不斷進步，器件朝著微型化的方向發(fā)展。傳統(tǒng)的制冷方式不能夠?qū)崿F(xiàn)對微型器件的制冷，而固體制冷作為新型的制冷方式可以滿足微型器件的制冷需求。固體制冷主要包括磁熱制冷、半導體制冷和電熱效應制冷。磁熱制冷存在成本高、工作溫度低的缺點；半導體制冷存在制冷效率低，能量損耗大的缺點；電熱效應制冷存在制冷效率高，制冷成本低的優(yōu)點。因此研究電熱效應制冷非常有意義。目前電熱效應存在的問題主要有：絕熱溫度變化值的最大值出現(xiàn)在溫度較高的地方和絕熱溫

2、度變化值的最大值對應的溫度區(qū)間較窄。為此，我們要研究如何改善電熱效應。本論文希望通過采用調(diào)控相變和制備PbTiO3/BaTiO3復合薄膜的方法增強BaTiO3薄膜的電熱效應。主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.相變調(diào)控對BaTiO3薄膜室溫電熱效應的增強研究
　　采用溶膠凝膠法在Pt/Ti/SiO2/Si襯底上制備了厚度為300nm左右的BaTiO3薄膜。通過對BaTiO3薄膜的X射線衍射結(jié)果和鐵電性測試結(jié)果我們確定BaTiO3薄

3、膜的晶體結(jié)構(gòu)為偽立方相結(jié)構(gòu)。從BaTiO3薄膜的介電常數(shù)和溫度的變化關(guān)系曲線中我們發(fā)現(xiàn)在300K到320K的溫度區(qū)間內(nèi)，BaTiO3薄膜的介電常數(shù)隨溫度的升高而降低，這說明在300K以下BaTiO3薄膜會發(fā)生相變；在320K到390K的溫度區(qū)間內(nèi)BaTiO3薄膜的介電常數(shù)沒有較大的變化，390K以后，BaTiO3薄膜的介電常數(shù)開始逐漸降低。這個過程中BaTiO3薄膜發(fā)生了彌散型相變。BaTiO3薄膜的這種相變是由于退火時間較短產(chǎn)生偽立方

4、相結(jié)構(gòu)的BaTiO3而造成的。在300K到320K的溫度區(qū)間內(nèi)，BaTiO3薄膜的T隨溫度的升高而降低，我們首次在BaTiO3薄膜中發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象。300K時，BaTiO3薄膜在電場強度為216.7kVcm1的條件下T為0.46K，這個值要遠大于其他文獻中報道的BaTiO3薄膜的室溫T。這說明調(diào)控相變可以明顯增強BaTiO3薄膜的室溫電熱效應。
　　2.PbTiO3/BaTiO3復合薄膜對BaTiO3薄膜電熱效應值(T)的增強研究<