تأثیر فرایند سینتر بر خواص الکتریکی و ریزساختاری تارگت کند‌و‌پاش و لایه‌ی نازک باریوم استرانسیوم تیتانات

نویسنده

, Niroo Research Institute

چکیده

In this study the effect of sintering parameters on the microstructure and electrical properties of the barium strontium titanate sputtering target is investigated. For optimizing the sintering temperature, BST compacts sintered at various temperatures ranging from 1200 to 1400 ºC for 2 hours. The sintered Barium Strontium Titanate sputtering target comprising with a high density, purity and a fine-grained microstructure has been also fabricated. Optimized calcining and sintering condition was obtained by controlling sintering temperature and time to fabricate single phase, high relative density sintered body. A relative density of up to 95% and mean grain size of 8 µm were reached at the sintering temperature of 1250C. The relative permittivity of thin films at 10 KHz was around 4400. Also the thin film bandgap was around 3.2 eV. The densities of the sintered samples were measured using the Archimedes method. Characteristics of the body were analyzed by X-ray diffraction (XRD), optical microscopy. Dielectric permittivity (εr) were measured with an HP 4192A impedance analyzer and thin film bandgap was analyzed by UV-Vis method.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Sintering Process on Electrical and Microstructural Properties of Barium-Strontium-Titanate Sputtering Target and its Thin Film

چکیده [English]

در این پژوهش، اثر دمای سینتر بر ریزساختار بدنه‌های Ba0.5Sr0.5TiO3 و خواص الکتریکی لایه‌های نازک ایجاد شده به روش کند‌و‌پاش مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب سرامیکی Ba0.5Sr0.5TiO3 تک‌فاز و بدون ناخالصی با استفاده از روش حالت جامد سنتز شد. به منظور بهینه‌یابی دمای پخت، این ترکیب در محدوده دمای Cº 1200 تا Cº 1400 سینتر شد. نتایج نشان داد که نمونه‌ی سینترشده در دمای Cº 1250 از 95% چگالی نسبی و میانگین اندازه دانه‌های µm 8 برخوردار می‌باشد که به‌منظور استفاده برای تارگت کند‌و‌پاش مناسب می‌باشد. گاف انرژی لایه‌ی نازک اعمال شده از تارگت ساخته شده تحت شرایط بهینه eV 4/3 و ثابت دی الکتریک آن در فرکانس kHz 10 برابر با 4400 به‌دست آمد که نشان‌دهنده‌ی خواص مطلوب لایه‌های نازک این ترکیب از تارگت ساخته‌شده‌ی آن برای کاربردهای خازنی می‌باشد. به‌منظور بررسی‌های ریزساختاری، فازی و خواص الکتریکی از آزمون‌های XRD، میکروسکوپی نوری، اندازه‌گیری چگالی، UV-Vis و اندازه‌گیری ثابت دی الکتریک استفاده‌ شد.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barium Strontium Titanate
  • Sputtering target
  • Sintering
  • Solidstate synthesis
  1. Kirkwood, D.H., Suéry, M., Kapranos, P., Atkinson, H.V., Young, K.P., Semi-Solid Processing of Alloys, Springer Series in Materials Science, 2010.
 

  1. Fan, Z., Microstructure and Mechanical Properties of Rheo-DieCast (RDC) Aluminium Alloys, Material Science and Engineering, 2011, 412 (1-2), 298-306.
 

  1. Doherty, R.D., Lee, H., Feet, E., Microstructure of Stire-cast Metals, Materials Science and Engineering, 1984, 65(1), 181-189.
 

  1. Turkeli, A., Akbas, N., Formation of Nondendritic Structure in 7075 Wrought Aluminum Alloy by SIMA Process and Effect of Heat Treatment, Proceedings of the 4th International Conference on Semi-Solid Processing of Alloys and Composites, Sheffield, 1996, 71–74.
 

  1. Zhang, X.G., Corrosion and Electrochemistry of Zinc,Springer Science & Business Media, New York, 1996, 403-405.
 

  1. Crundwell, R.F., Sacrificial Anodes — Old and New . In Cathodic Protection Theory and Practice, 2nd International Conference, Stratford upon Avon, 1989, 143-150.
 

  1. رنجبر، م.، احمد آبادی، م.ن.، اسماعیل زاده، م.، اصلاح ریزساختار نیمه جامد آلیاژ آلومینیوم 7075 به روش SIMA، دومین همایش مشترک انجمن متالورژی ایران و جامعه‌ی ریخته‌گران، کرج، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، 1386.

 

  1. Zaki, A., Principle of Corrosion Engineering and Corrosion Control, King Fahd University of Petroleum, Saudi Arabia, 2006.
 

  1. Young, S., Kyung-Tae, P., Chun Pyo, H., Recrystallization Behavior of 7175 Al Alloy during Modified Strain-Induced Melt-Activated (SIMA) Process,Materials Transactions, 2006, 47(4), 1250-1256.
 

  1. Bolouri, A., Shahmiri, M., Cheshmeh, E., Microstructural Evolution During Semisolid State Induced Melt Activation Process of Aluminum 7075 Alloy, Transaction of Nonferrous Metals Society of China, 2010, 20(9), 1663-1671.
 

  1. Hui-min, W., Chang-qing, X., Pan, L., Zhi-wei, W., Influence of  Thermomechanical Aging on Microstructure and Mechanical Properties of 2519A Aluminum Alloy, Central South University Press, 2011, 18, 1349-1353.
 

  1. Stnbuy, E.E., Buchanan, R.A., Fundamentals of Electrochemical Corrosion, 2nd Edition, ASM International, 2000.