金属塩水溶液をコーティング液とする新しいセラミック成膜技術に関する基礎的研究

以金属盐水溶液为镀膜液形成陶瓷成膜新技术的基础研究

• 批准号: 18656196
• 负责人: 幸塚 広光
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kansai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656196/
• 关键词: ゾルーゲル法; コーテノソグ; 薄膜; セラミックス; ジルコニア; 水溶液; 密着性; 硬度; ゾル-ゲル法; コーティング

ポリビニルピロリドン(PVP)を含有する金属塩水溶液をコーティング液として、スピンコーティングによりPb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3(PMN-PT)薄膜を作製した。ただし、酸化ニオブ層と鉛-マグネシウム-チタン酸化物層をPt(111)/TiO_X/SiO_2/Si(100)基板上に積層し、750℃または800℃で焼成した。250±20nm厚の単一相0.7PMN-0.3PT薄膜を作製することに成功した。750℃で焼成して作製した薄膜の誘電率、誘電損失は、それぞれ1900±350、0.13±0.03であり、薄膜は強誘電体特有の分極-電場ヒステリシスを示し、残留分極5.1μC cm^<-2>、抗電場21kV cm^<-1>が観測された。モル比ZrCl_2O:PVP:H_2O=1:1:265なるZrCl_2O-PVP-H_2O溶液をコーティング液とするディップコーティングによりSi(100)基板表面にZrO_2ゲル膜を作製し、100〜900℃で熱処理した。熱処理膜の鉛筆硬度と、基板との密着性を評価した。その結果、PVPの熱分解がほぼ完了する400℃以上の温度でゲル膜を熱処理すると、膜と基板の密着性が増大することがわかった。また、鉛筆硬度は、熱処理温度を100℃から400℃に上昇させると増大し、500℃から900℃に上昇させると減少することがわかった。

Preparation of Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>)O_3-PbTiO_3(PMN-PT) thin films from aqueous solutions containing PVP. The Pt(111)/TiO_X/SiO_2/Si(100) substrate was sintered at 750℃ and 800℃. A single phase 0.7PMN-0.3PT thin film with a thickness of 250±20nm was successfully fabricated. The dielectric constant and induced loss of the thin film sintered at 750℃ were 1900±350 and 0.13±0.03 respectively. The polar-electric field characteristic of the thin film was measured. The residual polar-electric field was 5.1μC cm^<-2>and the electric field resistance was 21kV cm^<-1>. ZrCl_2O:PVP:H_2O=1:1:265, ZrCl_2O-PVP-H_2O solution was prepared by heat treatment at 100 ~ 900℃. The pencil hardness of the heat treatment film and the adhesion of the substrate are evaluated. As a result, the thermal decomposition of PVP is completed at temperatures above 400℃, and the adhesion of the film to the substrate is increased. Pencil hardness increases from 100℃ to 400℃ and decreases from 500℃ to 900℃.

项目成果

PVP支援水溶液ゾル-ゲル法によるジルコニア薄膜の作製:膜の密着性と硬さの熱処理温度依存性

PVP辅助水溶胶-凝胶法制备氧化锆薄膜：薄膜附着力和硬度对热处理温度的依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: 平尾和洋;末包伸吾 編著;大窪健之;藤木庸介;松本裕;山本直彦;R.Nakagauchi;八幡 涼子;八幡 涼子
• 通讯作者: 八幡 涼子

PVP-assisted aqueous solution-based sol-gel deposition of zirconia thin films:Analysis on the process of the precursor-to-ceramic thin film conversion

PVP辅助水溶液溶胶凝胶沉积氧化锆薄膜：前驱体向陶瓷薄膜转化过程分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 平尾和洋;末包伸吾 編著;大窪健之;藤木庸介;松本裕;山本直彦;R.Nakagauchi;八幡 涼子;八幡 涼子;R.Yahata
• 通讯作者: R.Yahata

Preparation of 0.7Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>O_3-0.3PbTiO_3 thin films via a polyvinylpyrrolidone-assistde aqueous sol-gel process and dielectric properties

聚乙烯吡咯烷酮辅助水溶胶-凝胶法制备0.7Pb(Mg_<1/3>Nb_<2/3>O_3-0.3PbTiO_3薄膜及其介电性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: J.Am.Ceram.Soc 90
• 作者: 平尾和洋;末包伸吾 編著;大窪健之;藤木庸介;松本裕;山本直彦;R.Nakagauchi
• 通讯作者: R.Nakagauchi

PVP含有金属塩水溶液をコーティング液とするジルコニア薄膜の作製と薄膜形成過程

以含PVP金属盐水溶液为镀膜液制备氧化锆薄膜的方法

• 发表时间: 2008
• 作者: 平尾和洋;末包伸吾 編著;大窪健之;藤木庸介;松本裕;山本直彦;R.Nakagauchi;八幡 涼子
• 通讯作者: 八幡 涼子

PVP支援水溶液ゾル-ゲル法によるジルコニア薄膜の作製と薄膜形成過程

PVP辅助水溶胶凝胶法制备氧化锆薄膜及薄膜形成工艺

• 发表时间: 2007
• 作者: 平尾和洋;末包伸吾 編著;大窪健之;藤木庸介;松本裕;山本直彦;R.Nakagauchi;八幡 涼子;八幡 涼子;R.Yahata;八幡 涼子
• 通讯作者: 八幡 涼子