导读:本文包含了二氧化铪论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:薄膜,磁控溅射,二氧化,溶胶,常数,凝胶,光学。
二氧化铪论文文献综述
刘晓华[1]（2018）在《硅掺杂二氧化铪反铁电薄膜极化特性及储能特性研究》一文中研究指出当前各式各样的可穿戴式、便携式甚至是可植入式器件的发展对其能量供给单元的尺寸小型化提出了更高的要求。传统储能解决方案,如超级电容器、锂电池及燃料电池等,因其较小的功率密度不适用于小型器件需要快速充放电的应用场景。静电电容器虽然具有极高的功率密度,但其较小的储能密度无法满足小型能量供给单元的储能需求。目前,提高静电电容器储能密度的最佳方案是采用以反铁电材料为介质层制备静电电容器,利用其非线性极化的特性以求在同等外加电压下获得更高的储能密度。但目前得到广泛研究的钙钛矿型反铁电材料与硅基半导体工艺不兼容,暂时无法与半导体器件集成以投入实际应用。而近年来研究发现,通过掺杂特定元素改性后的二氧化铪薄膜具备反铁电性质。由于二氧化铪材料是一种晶体管高k介质材料,具备良好的工艺兼容性。这一具备新性质材料的发现有望突破目前的技术瓶颈,成为制备高储能密度静电电容器介质材料的最佳选择。本文以掺杂浓度为6 mol%的Si掺杂HfO_2反铁电薄膜作为研究对象,通过宏观电学性能测试系统地探究这类萤石型反铁电薄膜极化特性及储能特性的外电场依赖性、温度稳定性及疲劳特性。实验表明,高场下Si掺杂HfO_2反铁电薄膜具备很高的储能密度,达到61.2 J/cm~3,高于目前所报道的其他种类静电薄膜电容器的储能密度值,换算为单位质量储能密度后为1.77 Wh/kg,较目前商用静电电容器同类数值提高两个数量级。此外,实验发现温度下降导致薄膜内部非极性四方相向铁电正交相发生转变,即低温有利于正交相的稳定。作者利用一级相变理论中不同温度下四方相与正交相相对自由能的变化解释了上述实验现象。薄膜的储能特性也表现出了优异的温度稳定性。在210~400 K宽温度区间内,Si掺杂HfO_2反铁电薄膜的储能密度的变化范围为40.5~54.2 J/cm~3,这与常温下数值(300 K,3.5 MV/cm电场下时为47.8 J/cm~3)相比波动低于15%。在疲劳测试方面,Si掺杂HfO_2反铁电薄膜表现出了优异的疲劳耐久性,经过外加循环电场10~9次循环,薄膜的剩余极化强度增大,最大极化强度基本不变。结合同类型铁电薄膜的实验现象,作者参考电畴反转诱发电荷注入模型对Si掺杂HfO_2反铁电薄膜的疲劳特性做出了解释。最后,本论文讨论了疲劳对薄膜储能特性的影响,发现当外加电场加载到10~9次后,薄膜的储能密度维持在43.0 J/cm~3,较初始值减小了18%,表明Si掺杂HfO_2反铁电薄膜的储能特性具备优良的疲劳耐久性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-01）
[2]（2018）在《俄罗斯成功利用产锆废弃物生产二氧化铪》一文中研究指出据Rosatom网站2017年12月28日报道,位于俄罗斯格拉佐夫的CMP(Chetepsky Mechanical Plant)公司建立了工业化二氧化铪生产线。至此,俄罗斯拥有了第一家工业化二氧化铪生产企业。该公司的技术具有独特性,包含了从锆矿石到最终产品的全周期生产过程,其技术特点是以该公司生产反应堆(本文来源于《钛工业进展》期刊2018年01期）
周方杨[3]（2017）在《钇掺杂二氧化铪纳米薄膜电容器的制备工艺及性能研究》一文中研究指出随着集成电路不断向微小型发展,传统CMOS结构中SiO_2栅极氧化层已逐渐不能适合工艺需求。高k材料HfO_2薄膜作为潜在替代SiO_2栅极电介质的材料,已经成为研究的热点。并且,在最近的研究中发现,HfO_2基纳米薄膜经过特殊工艺处理后具备铁电性,使它成为突破非易失性铁电存储器发展瓶颈的潜在材料。本文采用金属铪靶和金属钇靶,进行叁靶共溅射反应磁控溅射制备Y:HfO_2薄膜,主要研究薄膜的厚度和Y元素浓度对薄膜晶体结构、表面粗糙度以及电学性能的影响。实验中,使用X射线反射率测量(XRR)、小角度掠入射X射线衍射(GIXRD)以及原子力显微镜(AFM)对薄膜的厚度、晶体结构以及表面形貌进行测量分析;利用X射线光电子能谱(XPS)分析薄膜中各元素的含量、比例及原子化合方式;最后,使用铁电测试仪对薄膜电容器的极化曲线和漏电流进行测量。为了实现MIM结构Y:HfO_2薄膜电容器的集成,主要进行了两个方面的工作。一个是探索了优秀导电性的TiN薄膜电极的制备工艺,并研究了衬底温度对TiN薄膜电极的晶体结构、表面形貌以及电阻率等的影响。另一个是掩膜版的设计和集成工艺的优化,并给出了设计的原理和解决方法。结果如下,使用叁靶共溅射反应磁控溅射系统成功制备出较高质量的Y:HfO_2薄膜,通过XPS测试确定Y元素是以Y2O3的形态存在于薄膜中,且随着Y靶溅射功率从0 W向75W增加时,Y元素掺杂浓度从0 mol.%升高到10.1 mol.%。当Y含量为7.7 mol.%时,薄膜在室温下保持立方相结构;并且,随薄膜厚度的增加,晶体结构并没有向单斜相转变。通过研究衬底温度对TiN薄膜电极的影响,获得具有优秀导电能力的TiN薄膜电极,其电阻率为46μΩ·cm。在电学性能测试方面,获得了介电常数较高、漏电流较低的Y:HfO_2薄膜电容器;其中Y含量为10.1 mol.%的Y:HfO_2薄膜电容器的相对介电常数约为55,在场强为1 MV/cm下薄膜电容器漏电流为4×10-6 A?cm-2。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-20）
万盈盈[4]（2017）在《二氧化铪纳米材料的水热合成、晶型控制及其性质》一文中研究指出二氧化铪是一种重要的宽禁带过渡金属氧化物,具有高的熔点、高的介电常数以及优良的化学稳定性等诸多特点,因此近年来引起了许多研究者的广泛关注。二氧化铪有四方晶型(tetragonal,T)、单斜晶型(monoclinic,M)和立方晶型(cubic,C)这叁种晶型结构。当温度超过2000K时,二氧化铪会从单斜相转变为四方相,常温常压下它主要是以单斜结构存在。常见的二氧化铪的制备方法有溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法和微乳液法等。其中,使用微乳液法制备纳米二氧化铪颗粒存在着价格高产率低、操作复杂等缺点,而共沉淀法和溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化铪颗粒存在着易引入杂质、颗粒易团聚等缺点,这都在一定程度上限制了它们在大规模生产中的应用。水热法具有操作简单、无需煅烧等特点,因此被广泛运用于无机纳米材料的制备中。本文主要应用水热法来合成晶型可控、分散均匀的纳米二氧化铪颗粒并深入研究其合成机理。文章详细研究了不同反应因素对合成产物形态和粒径的影响,推导出了二氧化铪纳米颗粒的合成和晶型转变过程;研究了不同种晶的加入对产物晶型和颗粒粒径的影响。本文还初步研究了纳米二氧化铪的光学性能、抗菌性能以及催化性能。以下是本文的主要研究成果:(1)应用水热法成功制备了尺寸均一、晶型可控的二氧化铪纳米粒子,通过改变反应温度、氢氧化钠浓度、反应时间和种晶的晶型实现了不同晶型的二氧化铪纳米颗粒之间的转化。结合XRD图和TEM图,我们发现四方二氧化铪纳米颗粒的形状近似球形,而单斜二氧化铪纳米颗粒的形状呈纺锤状。本文结合热力学和动力学相关理论对二氧化铪的形成进行分析,结果表明温度越高,碱的浓度越低,反应时间越长,越有利于单斜二氧化铪的形成。(2)本文研究了pH对二氧化铪纳米颗粒的形成的影响,利用铪离子水解的平衡常数计算得出Hf(OH)~(3+),Hf(OH)_4,Hf(OH)~(5-),Hf(OH)_6~(2-)的浓度与pH的关系式,发现四方二氧化铪的产率变化曲线与Hf(OH)_6~(2-)的浓度变化曲线是一致的,而且高浓度的氢氧化钠会促进四方二氧化铪的形成。因此形成二氧化铪纳米颗粒的前驱体是Hf(OH)_6~(2-)。(3)运用种晶法制备二氧化铪纳米颗粒,在不改变其他反应条件的情况下,将不同晶型的小颗粒种晶加入到反应体系中,可以得到不同晶型的二氧化铪纳米颗粒。不加入种晶时,在反应温度为120℃,体系氢氧化钠浓度为3.0 M时,反应产物是四方二氧化铪和单斜二氧化铪的混合物,当向体系中加入单斜晶型的种晶时,得到的产物是单斜晶型的,而加入的是四方晶型的种晶时,得到的产物就是四方晶型的。此外,种晶的加入也减小了纳米颗粒的粒径。种晶的加入使产物颗粒的形成过程直接跳过了成核前期和成核期而进入生长期,形成的二氧化铪单体会直接沉积在种晶的表面,然后进行生长。(4)本文利用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌测试了二氧化铪纳米颗粒的抗菌性。结果表明二氧化铪纳米颗粒对金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌性,但是对于大肠杆菌不具有抗菌性,这个结果可能与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌细胞壁、细胞膜的结构和化学组成的差异性有关,也有可能与纳米粒子本身的性质有关。(5)本文还测试了所得二氧化铪纳米颗粒的光学性能,由紫外吸收图谱可以推导出所得产物的带隙是5.35 e V。本文还测试了二氧化铪纳米颗粒的催化性能,发现二氧化铪纳米颗粒作为助催化剂对苄基化反应具有一定的催化作用,但是其复合粒子碳/氧化铪的催化性要强于二氧化铪纳米粒子。(本文来源于《东华大学》期刊2017-01-10）
唐义,蒋静,蒋玉蓉,吴慧利[5]（2015）在《离子束辅助沉积二氧化铪薄膜紫外光学特性研究》一文中研究指出利用离子束辅助沉积方法制备单层二氧化铪薄膜,对薄膜样品的折射率、吸收特性进行了研究。实验结果表明,薄膜特性与制备工艺参数有着密切的关系,沉积速率、烘烤温度、离子束流、氧气流量均对单层二氧化铪薄膜紫外光学特性有着不同程度的影响。实验分析了不同工艺因素对单层二氧化铪薄膜的影响,并且找到了在一定范围内的最佳工艺参数。针对可能对紫外波段造成较大散射吸收损耗的微观表面形貌,利用SEM分析了典型工艺因素对表面形貌的影响。(本文来源于《光学技术》期刊2015年06期）
郭春霞[6]（2015）在《溶胶—凝胶法制备锆掺杂二氧化铪基纳米薄膜的工艺及性能研究》一文中研究指出以HfO：和ZrO2为基的二元氧化物材料因具有高介电常数(High-k),在微电子领域早已成为研究热点并被实际大规模应用,已广泛取代SiO2作为金属氧化物半导体(CMOS)晶体管栅介质和动态随机存储器(DRAM)电容器介质。近几年的研究发现,使用特殊工艺制备的HfO2基薄膜具有优异的铁电性质。若采用该类铁电材料取代Pb(Zr,Ti)O3 (PZT)、SrBi2Ta2O9(SBT)和(Bi1-xLax)4Ti3O12 (BLT)等传统的钙钛矿结构基铁电材料来制备铁电半导体器件如铁电非易失性存储器,预计在存储密度和性能方面或将有重大突破。本论文以纳米薄膜材料的相变理论为指导,采用对设备条件要求不高、操作简单的纯水基溶胶-凝胶法制备HfxZr1-xO2(x=0、0.5、1)薄膜。实验中,对纯水基溶胶-凝胶法制备工艺进行了探索和优化,利用热重/差热同步分析仪分析溶胶的热性能；利用甩胶法制备薄膜；利用原子力显微镜(AFM)以及扫描电镜(SEM)测定薄膜的表面形貌：利用X射线反射(XRR)法对薄膜厚度、密度及表面粗糙度进行分析；利用掠入射X射线衍射(GIXRD)法对薄膜物相进行分析；利用X射线光电子能谱(xPS)分析薄膜各元素含量和化学键结合情况；利用铁电性能测试分析仪对薄膜电容器的极化曲线、漏电流密度等电性能进行测试。实验结果表明,纯水基溶胶-凝胶法可实现对薄膜厚度的精确控制。表面AFM形貌图显示薄膜表面光滑、平整且无明显的气孔和微裂纹。XPS结果显示薄膜各元素含量比符合化学计量比。GIXRD结果显示60.0nm的Zr02薄膜在550℃-600℃发生晶化,室温下呈四方相,60.0nm厚的Hf02薄膜在600℃-700℃发生晶化,室温下呈单斜相。由于表面能效应,薄膜厚度与相组成密切相关,随着薄膜厚度的增加,Hf0.5Zr0.5O2薄膜在室温下的结晶相由四方相逐渐向单斜相转变。ZrO2的添加有助于Hf02四方相的稳定,在12.9nm以下,Hf0.5Zr0.5O2薄膜在室温下完全结晶为四方相。相组成与薄膜介电常数密切相关,反映到P-E测量曲线中,14.7nm HfO2、12.9nm Hf0.5Zr0.5O2和29.5nm ZrO2薄膜室温下的结晶相为单斜相向四方相转变,对应于介电常数依次增大,分别为13.6、27.8和42.1,薄膜漏电流密度在场强为1MV/cm下分别为2.4×10-6、3.5×10-6和2.2×10-6A/cm2。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-06-09）
戈占伟[7]（2015）在《二氧化铪基纳米薄膜的反应磁控溅射制备工艺研究以及电容器集成》一文中研究指出集成电路的飞速发展促使半导体材料和工艺不断更新换代,对于MOS器件栅极介质材料也提出了更高的要求,此时传统的Si02栅极氧化层已逐渐不能适应工艺需求,高-k氧化物材料成为了这一领域的热门研究方向。HfO2这一具有优良特性且与硅基集成电路有良好兼容性的薄膜材料,目前已经成为了最具有发展前景的新型栅介质。在最近的研究中发现,经过特殊工艺处理的HfO2基薄膜中同样具备铁电性,且与传统铁电材料相比,HfO2基铁电薄膜已经实现了与硅基半导体良好的集成度,这一重要发现将有望突破制约非易失性铁电存储器发展的材料瓶颈。本文创新的采用了纯铪金属靶的反应磁控溅射法来制备Hf02基薄膜,通过台阶仪、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段确定了工艺参数对纯HfO2薄膜厚度、成分、表面形貌的影响,为元素的掺杂奠定了基础。之后使用射频电源连接纯钇金属靶来实现Y掺杂HfO2薄膜的制备,并通过X射线反射(XRR)、X射线光电子能谱(XPS)、小角掠入射X射线衍射(GIXRD)来对薄膜的厚度、成分以及晶体结构做出了表征。为了完成电容器的集成,本文探索了顶电极的制备,首先根据电学测量的方法设计了掩膜板,并对Au、Pt以及TiN叁种常用的电极材料的生长速率与电阻率做出了表征与比较,最后对集成完毕的薄膜电容器的进行了电学性能的测量。实验结果表明,由射频反应磁控溅射系统成功在Si衬底上制备出高质量均匀的Y掺杂HfO2薄膜,并得出了薄膜在室温下的生长速率约为0.6nm/min,通过对XPS谱图准确的得到Y元素掺杂量与Y靶功率成正比的关系,并依靠分峰图解得出掺杂元素Y的掺杂形态为Y2O3。经过对比,最终选择了工艺稳定可控、成膜效率高且电阻率优秀的氮化钛作为电容器结构中的顶电极材料。电学测试表明初始工艺得到的薄膜介电常数较小且漏电流不甚理想,经过分析可能出现的原因,提出了降低工作气压的工艺改进手段,并通过XRR的分析验证了改进后薄膜密度、厚度的改善,最后电学特性有了很大的提升。(本文来源于《大连理工大学》期刊2015-05-28）
邓彬[8]（2015）在《二氧化铪栅介质薄膜的制备及物性研究》一文中研究指出在微电子领域中,集成电路的发展是一直遵循摩尔定律的发展而发展的。随着MOSFET特征尺寸的不断缩小,其等效氧化物层的厚度减小到纳米数量级别,此时作为传统的栅介质材料二氧化硅已经接近物理极限,这时由于量子效应导致MOS的隧穿漏电流急剧增大,从而影响了器件的可靠性和稳定性。因此,寻找应用于下一代的MOSFET的高介电常数材料替代传统的氧化硅成为当前微电子领域研究的热点和重点。钛酸锶,氧化钽,氧化铝,氧化锆和氧化铪等材料由于其独特的物理特性引起了研究者们广泛关注。在这些高介电常数材料中,氧化铪具有较高的介电常数,较大的禁带宽度,适中的价带和导带偏移,以及与硅基底的良好热稳定性。因此,氧化铪可以用来作为取代传统二氧化硅的一种很好的高介电常数材料。本文采用射频磁控溅射法制备了氧化铪薄膜,系统研究了实验参数依赖的氧化铪薄膜的结构和光学性质。借助X-射线衍射技术,我们分析了氧化铪薄膜结构信息,探索了氧化铪薄膜的微结构随实验参数变化的演变规律；借助傅里叶红外变换光谱仪分析了氧化铪薄膜与硅基底的界面结构随外界实验参数的变化函数；使用原子力显微镜和扫描电子显微镜表征了薄膜表面形貌的变化；利用紫外可见分光光度计,研究了氧化铪薄膜光学常数的演变函数,有效获取了薄膜的吸收率和透射率,并根据吸收系数算出了氧化铪薄膜的光学带隙；借助于椭圆偏振仪拟合得出了氧化铪薄膜的厚度,折射率,消光系数和介电常数,并利用消光系数转化为吸收系数,最后得出了氧化铪薄膜的光学带隙值。所有的研究为氧化铪薄膜在未来MOS器件中的应用奠定了实验技术。本文的研究点和创新点如下：1.采用射频磁控溅射法制备了氧化铪薄膜,通过改变不同的磁控溅射功率,有效获取了薄膜的结构和光学性质随溅射功率的变化规律。2.通过改变不同的退火温度系统研究了氧化铪薄膜的结构和光学性质的变化。3.通过改变不同氧氩分压获取了高质量的氧化铪薄膜,系统研究了氧分压依赖的薄膜的结构和光学性质的变化规律。(本文来源于《安徽大学》期刊2015-04-01）
程晓洪,柳福提[9]（2015）在《单斜相二氧化铪电子结构与光学性质的计算》一文中研究指出基于密度泛函理论,利用超软赝势平面波方法首先对单斜晶相二氧化铪(m-HfO2)的电子结构进行了第一性原理计算,得到了能带结构、总态密度与分态密度.然后,对m-HfO2的光学线性响应函数随光子能量的变化关系进行了理论预测,计算得到了复介电函数、折射率、反射谱、吸收谱、光电导等光学性质,并从理论上对电子结构与光学性质之间的关系进行了分析讨论.(本文来源于《河北师范大学学报(自然科学版)》期刊2015年02期）
李清[10]（2014）在《二氧化铪纳米薄膜的溶胶—凝胶制备工艺研究》一文中研究指出作为代表性的高-k材料,Hf02与硅基CMOS集成电路工艺具有良好的兼容性,并已经被广泛应用于微电子工业。近几年的研究发现,使用特殊工艺制备的Hf02基薄膜具有优异的铁电性能。因此,采用Hf02基新型铁电薄膜材料代替锆钛酸铅(PZT)等传统铁电材料将有望突破制约非易失性铁电存储器发展的材料瓶颈。本论文初步探索了两种不同的溶胶.凝胶工艺制备纯Hf02以及Y掺杂的Hf02纳米薄膜。具有铁电性的Hf02薄膜制备在工艺上有几个难点需要注意：薄膜厚度要足够薄,需将薄膜控制在10nm左右；制备工艺需满足薄膜中掺杂的要求；最后,Hf02薄膜质量需满足电学性能要求。采用椭偏仪和X射线反射率(XRR)技术测量薄膜的厚度；薄膜表面形貌以及表面粗糙度的测试通过原子力显微镜(AFM)来完成；采用X射线光电子能谱(XPS)对薄膜化学键结合情况以及各元素的含量进行了分析；最后,通过铁电性能分析仪对Y掺杂Hf02薄膜电容器的电学性能进行了测量。采用表面溶胶.凝胶方法可以制备出超薄Hf02薄膜,但是随着浸镀次数的增加,薄膜的生长趋于饱和,膜厚很难超过5nm；同时该工艺难以对薄膜进行掺杂改性。采用纯水基溶胶.凝胶工艺能够稳定制备出厚度为10nm的Y掺杂Hf02薄膜,薄膜成分符合化学计量比,表面粗糙度仅为0.19nm,初步的电学性能测试结果表明该工艺适合于面向存储器应用的高性能Hf02基铁电薄膜的制备。(本文来源于《大连理工大学》期刊2014-05-28）
二氧化铪论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
据Rosatom网站2017年12月28日报道,位于俄罗斯格拉佐夫的CMP(Chetepsky Mechanical Plant)公司建立了工业化二氧化铪生产线。至此,俄罗斯拥有了第一家工业化二氧化铪生产企业。该公司的技术具有独特性,包含了从锆矿石到最终产品的全周期生产过程,其技术特点是以该公司生产反应堆
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
二氧化铪论文参考文献
[1].刘晓华.硅掺杂二氧化铪反铁电薄膜极化特性及储能特性研究[D].大连理工大学.2018
[2]..俄罗斯成功利用产锆废弃物生产二氧化铪[J].钛工业进展.2018
[3].周方杨.钇掺杂二氧化铪纳米薄膜电容器的制备工艺及性能研究[D].大连理工大学.2017
[4].万盈盈.二氧化铪纳米材料的水热合成、晶型控制及其性质[D].东华大学.2017
[5].唐义,蒋静,蒋玉蓉,吴慧利.离子束辅助沉积二氧化铪薄膜紫外光学特性研究[J].光学技术.2015
[6].郭春霞.溶胶—凝胶法制备锆掺杂二氧化铪基纳米薄膜的工艺及性能研究[D].大连理工大学.2015
[7].戈占伟.二氧化铪基纳米薄膜的反应磁控溅射制备工艺研究以及电容器集成[D].大连理工大学.2015
[8].邓彬.二氧化铪栅介质薄膜的制备及物性研究[D].安徽大学.2015
[9].程晓洪,柳福提.单斜相二氧化铪电子结构与光学性质的计算[J].河北师范大学学报(自然科学版).2015
[10].李清.二氧化铪纳米薄膜的溶胶—凝胶制备工艺研究[D].大连理工大学.2014
论文知识图
