Abstract
溶膠-凝膠法是目前廣為採用的BaTiO3陶瓷製備法,具有低反應溫度、高純度、高均勻度及易維持金屬計量比等優點,然而此法須先合成出一液相先驅液,極易受水氣或環境中的濕氣之影響,產生水解而變的不穩定,導致陶瓷物的劣化。本論文重點是先導入鉗合劑取代起始物鈦烷氧化物 Ti(OR)4上的OR基, 形成單取代的改質先驅液,藉由鉗合劑上的雙芽團配位基與Ti金屬形成的配位鍵結, 增強及提昇先驅液的穩定性, 同時利用各種分析儀器與方法來探討先驅液與陶瓷的物性、化性與電性,繼之是在溶膠-凝膠法的製程上摻入非離子界面活性劑, 如聚氧乙烯壬烷基苯基醚 (NPEO),經由其適當強度之親水基和疏水基的結構,以控制先驅液的膠體分散性,來改善陶瓷成品的微結構,以製備約 1μm 大小且均一的理想晶粒,改進陶瓷的物性與電性。對於先驅液的結構組成, 則利用軟性(Soft)的快速原子撞擊質譜法(FAB-MS)和電灑質譜法(ESI-MS)進行質譜分析, 就 FAB-MS的結果而言, 需尋求與搭配各種不同基質甚或混合基質,方能產生較有意義的質譜,除了預期的單一質子化分子離子峰[M+H]+外,尚有三質子化分子離子峰[M+3H]+存在,是受限於先驅液結構上含眾多配位氧原子所致,ESI-MS添加醋酸溶液可使分析物更易帶上電荷, 值得注意的是此酸會與先驅液結合,導致質譜中出現另一物種。最後探討應用此先驅液於薄膜的製備上,以旋轉覆膜方式覆於Si(100)基材,及有Pt緩衝層的Si(100)基材上, 了解煆燒條件與薄膜製程, 利用二次離子質譜術(SIMS)的靜態質譜分析 (StaticSIMS)得到薄膜表面離子組成,與動態質譜分析 (Dynamic SIMS)研究薄膜界面,和各基材層的組成分佈,及基材層間的擴散干擾。