梯度复合材料BaxSr1-xTiO3多层陶电容器的微观结构和介电性质
Xiaobing Jili1,2, Libin Gao1,2, Hongwei Chen1,2
1School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China.
使用Ba$_{x}$Sr$_{1-x}$TiO$_{3}$的复合梯度多层 (CGML) 陶电容器,可以在没有剂的情况下提供增强的温度稳定性. 与传统的多层陶电容器 (MLCC) 相比,这些电容器实现了优越的介电性质和可调性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 基于Ba$_{1-x}$Sr$_{x}$TiO$_{3}$ (BST) 陶的多层陶电容器 (MLCC) 由于高介电常数和可调性而显示出前景.
- 然而,BST陶的温度稳定性不佳,而用于改进的兴奋剂往往会降低介电性质.
- 需要采用非兴奋剂方法来提高温度稳定性,而不会影响介电性能.
研究的目的:
- 开发一种新的复合梯度多层 (CGML) 陶电容结构.
- 使用非兴奋剂方法提高Ba$_{x}$Sr$_{1-x}$TiO$_{3}$ (BST) 电容器的温度稳定性.
- 评估开发的CGML电容器的介电性质和可调性.
主要方法:
- 准备CGML陶电容器使用Ba$_{x}$Sr$_{1-x}$TiO$_{3}$ (0.5 < x < 0.8) 作为介电体,通过磁带造.
- 在1250°C下烧结电容器,以获得密集的微观结构和与Pt电极的连续接口.
- 介电常数,介电损失,可调性和温度稳定的表征.
主要成果:
- CGML电容器表现出高压电常数1270和低压电损失 (<0.007).
- 观察到非常好的频率和温度稳定性.
- 在100kV/cm时实现了68%的显著介电可调性,并在15kV/cm时从30°C到100°C时实现了一致的可调性 (20-28%).
结论:
- CGML结构有效地提高了BST电容器的温度稳定性,而无需使用兴奋剂.
- 这些CGML电容器表现出优越的介电性能,包括调性和稳定性,与单元BST-MLCC相比.
- 非兴奋剂CGML方法为先进电容器开发提供了一个有希望的途径.
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