1. 阅读相关参考文献，了解课题的意义和目的。
2. 掌握脉冲激光沉积技术，并优化薄膜的制备工艺。
3. 采用XPS、XRD、AFM、SEM等表征方法对薄膜的组成和结构进行分析表征。
4. 对薄膜的电学性能和介电特性进行表征分析。
5. 撰写论文。
课题的基本要求(工程设计类题应有技术经济分析要求)
1．熟悉脉冲激光工艺制备薄膜的关键技术过程，独立制备出性能稳定、无裂纹的薄膜样品。
2．制备适合PLD使用的BZN陶瓷靶材，研究不同制备工艺条件下薄膜的制备与测试表征。
3．掌握薄膜样品的测试方法，具有完整的材料性能表征数据。
4．分析BZN薄膜介电性能的影响原因。
本次毕业设计的任务主要有以下几点：
1. 采用固相烧结法制备两种不同相结构Bi1.5ZnNb1.5O7和Bi2Zn2/3Nb4/3O7的BZN陶瓷靶材，并通过XRD和SEM等手段分析确定其微观结构和相组成，最后通过抛光处理的到满足PLD要求的靶材。
2. 采用PLD在不同氧压条件下制备Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜，基片采用室温不加热，并对制备好的薄膜在不同温度下进行后退火处理，在此基础上优化PLD的制备工艺。
3. 采用XRD、SEM、AFM等手段对Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜样品进行表面形貌和微观结构表征。
4. 对制备的Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜的电性能进行测量，主要是进行薄膜介电频谱和漏电流性能的测量，并对测试结果进行分析。
本文从BZN靶材的制备一直延伸到薄膜的制备，从整体上完成了应用PLD技术制备薄膜的要求。按照预先的条件工艺设置主要进行了对Bi1.5ZnNb1.5O7的非晶态薄膜在不同氧压下和不同退火温度下的制备，并应用各种表征手段对薄膜的结构、表面形貌、介电特性和漏电流特性进行了表征，主要结论有以下几点：
1、薄膜制备中，随着设定氧压的增加，在相同时间内制备出薄膜的厚度会最近增加，而且薄膜的结构会越来越松散。
2、氧压在1-30Pa范围内沉积的薄膜，退火温度低于200℃时，从它的XRD中均会发现薄膜内结构是无定形的或非晶的。
3、丛室温到200℃进行退火得到的薄膜，会在150℃时产生最好的介电性能（介电常数60.1，损耗0.0083）；在200℃退火时会出现最好的漏电流特性。
4、将退火温度设定在150℃，随着沉积氧压的升高，薄膜的介电常数逐渐下降，损耗逐渐升高。在1Pa和4Pa下制备的薄膜拥有良好的漏电流特性，在0.3MV/cm电场下，漏电流密度仅为为1×10-6A/cm2以下，但同时薄膜的耐压能力也有所下降。
面对集成度日益增加的电子产业，将外部无源器件尤其是电容进行嵌入PCB中成为人们最近研究的热点，Kyung-Chan Ahn等人对Bi2O3-MgO-Nb2O5薄膜也做了大量室温制备的研究，也得到了不错的结果[19][20]。可见Bi基焦绿石薄膜将会很有研究的价值。
在本次毕业设计基础可以展开以下工作：
1、制备单斜焦绿石相结构的BZN非晶态薄膜，深入研究Bi在薄膜的介电性能中所起的作用。对Bi基焦绿石非晶态薄膜的介电机理进行进一步的研究。
2、由于Ti4+拥有较强的极化作用，可以对掺杂Ti的BZN薄膜进行制备。对其介电性能和漏电流特性进行表征，并与未掺杂的进行对比分析。
3、可尝试应用聚合物覆铜板作为基片进行非晶态薄膜的沉积，进一步模拟PCB生产过程中的制备条件。
 
目录
摘要
Abstract
第1章 绪 论 1
1.1 电介质材料 1
1.2 微波介质材料 1
1.3 BZN焦绿石 2
1.3.1 焦绿石结构 2
1.3.2 BZN陶瓷的相结构和微波性质 2
1.3.3 BZN薄膜的研究现状 3
1.3.4 BZN薄膜介电可调机理 4
1.4 本论文研究的选题依据和任务 4
第2章 BZN陶瓷靶材的制备与表征 6
2.1 BZN陶瓷靶材的制备工艺 6
2.2 BZN陶瓷样品的XRD分析 8
2.3 陶瓷样品SEM分析 9
2.4 陶瓷样品介电性能表征 10
2.5 BZN陶瓷靶材的制备 12
2.6 本章小结 14
第3章 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜的制备 15
3.1 PLD工艺简介 15
3.2 PLD制备BZN薄膜的工艺 18
3.2.1 沉积参数 18
3.2.2 制备操作流程 18
3.2.3 薄膜制备中氧压的控制 18
3.3 后退火处理 19
3.4 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜的结构和形貌 20
3.4.1 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜XRD分析 20
3.4.2 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜SEM分析 21
3.4.3 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜AFM分析 22
3.4.4 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜厚度分析 24
3.5 本章小结 25
第4章 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜的电学性能 26
4.1 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜介电频谱分析 26
4.2 Bi1.5ZnNb1.5O7薄膜漏电流特性 29
4.3 影响薄膜电性能的因素 30
4.4薄膜性能的优化 31
4.5 本章小结 31
第5章 结论与展望 32
致  谢 33
参考文献 35
 

本电子电气通信自动化毕业设计“脉冲激光沉积法（PLD）制备非晶态BZN薄膜的研究”论文由清风毕业设计网[www.lunwen550.com]征集整理！