ゾル-ゲル法によるSr_2KNb_5O_<15>薄膜の合成

溶胶-凝胶法合成Sr_2KNb_5O_<15>薄膜

基本信息

批准号：
08750784
负责人：
坂本渉
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

研究計画に従い、ゾル-ゲル法によるSr_2KNb_5O_<15>(SKN)薄膜の合成の検討を行ったとこと、以下の結果が得られた。適切な出発原料(金属Sr,KOEt,Nb(OEt)_5)および溶媒(エタノール)を選択し、各金属アルコキシドの溶液中での反応を制御することにより、均一なSr_2KNb_5O_<15>(SKN)前駆体溶液が調製できた。この前駆体溶液について、^1H,^<13>C,^<93>Nb-NMR測定を行い、その構造について調べた結果、SKN前駆体はSr[Nb(OEt)_6]_2とK[Nb(OEt)_6]からなる高い対称性を有する複合アルコキシドであることがわかった。この溶液から調製したSKN前駆体粉末は、600℃で良好な結晶性を有するタングステンブロンズ相へと結晶化した。薄膜合成には基板としてシリカガラス、MgO(100)、Pt/MgO(100)を用いた。SKN前駆体溶液を用い、デップコーティング法によりシリカガラス基板上に調製したSKN薄膜は、600℃以上の温度でタングステンブロンズ相へ結晶化した。しかし、この薄膜は多結晶膜であった。一方、MgO(100)およびPt/MgO(100)基板上にSKN薄膜を調製した場合には、c軸(分極軸)配向膜が得られた。結晶相については、タングステンブロンズSKN粉末のラマンスペクトルと比較することにより確認を行った。この薄膜を走査型電子顕微鏡で観察を行ったところ、クラックやポアのない均質・平滑な膜であることがわかった。また、この薄膜は広い波長領域で優れた透光性を示すこともわかった。MgO(100)基板上のc軸配向SKN薄膜をX線ポールフィギア測定によりその配向性について解析した結果、2つの異なるSKN結晶格子がMgO(100)上にMgOのa軸に対してSKNのa軸が18.5℃の角度をなして成長していることがわかった。Pt/MgO(100)基板上のc軸配向SKN薄膜の誘電特性の評価を行ったところ、キュリー温度は約70℃であり、室温での誘電率は約590(1KHz)であった。

根据研究设计，通过Sol-Gel方法研究了SR_2KNB_5O_ <15>（SKN）薄膜的合成，并获得了以下结果。通过选择适当的起始材料（金属SR，KOET，NB（OET）_5）和溶剂（乙醇）并控制溶液中每种金属烷氧化物的反应来制备同质的SR_2KNB_5O_ <15>（SKN）前体溶液。测量了该前体溶液^1H，^<13> C，^<93> NB-NMR，并研究了结构，并发现其SKN前体是一种复合烷氧化物，具有高对称性的sr [nb（oet）_6] _2 _2 _2和k [nb（oet）_6]。从该溶液中制备的SKN前体粉末在600°C中结晶成具有良好结晶度的钨青铜相。对于薄膜的合成，将二氧化硅玻璃，MGO（100）和PT/MGO（100）用作底物。使用SKN前体溶液在二氧化硅玻璃基板上制备的SKN薄膜在600°C或更高的温度下结晶成钨青铜相。但是，这部薄膜是一部多晶膜。另一方面，当在MGO（100）和PT/MGO（100）底物上制备SKN薄膜时，获得了C轴（极化轴）方向膜。通过将其与钨铜粉粉的拉曼光谱进行比较来证实晶相。使用扫描电子显微镜观察了这种薄膜，发现它是一部同质，光滑的膜，没有裂缝或毛孔。还发现，这种薄膜在广泛的波长范围内表现出极好的光透射率。通过X射线极图测量值分析了MGO（100）底物上C轴定向的SKN薄膜的方向性，并发现与MGO的A轴相对于MGO的角度18.5°C，以18.5°C的角度在MGO（100）上生长了两个不同的SKN晶体晶格。当评估PT/MGO（100）底物上C轴上的SKN薄膜的介电性能时，居里温度约为70°C，并且在室温下的介电常数约为590（1KHz）。