Abstract
本實驗是以旋鍍式（spin-coating）溶膠-凝膠法製備鈦酸鉛（PbTiO3）薄膜，其溶液主要成分為：溶質醋酸鉛、異丙醇鈦，溶劑 2-甲基氧乙醇，添加劑乙醯丙酮釩，將溶膠覆膜在 Pt/Ti/SiO2/Si 的矽晶上，經過熱處理形成鈦酸鉛薄膜，以探討鉛過量及釩添加對鈦酸鉛薄膜微觀結構及電性之影響。在第一部分探討添加過量鉛對鈦酸鉛薄膜特性之影響時，發現添加過量鉛除了補償薄膜在熱處理中因鉛揮發所造成的損失外，且有促進燒結的作用，鉛過量愈多晶粒愈大，可達0.1 mm。所有添加過量鉛 0~15mole﹪的薄膜其結晶晶粒、相對介電常數（*r）、殘留極化值 Pr）都隨熱處理溫度升高而增加，其中相對介電常數值可達 400，殘留極化值可達 30 mC/cm2，其中鉛過量 0~10 mole﹪的矯頑電場（Ec）值約在105~115 kV/cm之間，介電散逸因子（tan*）則介於0.02~0.04之間。第二部分是有關添加釩的研究，因為V2O5 熔點低（690℃），且 V2O5 與PbO 在莫耳比1：1時有一共晶點，共晶溫度 480℃，所以釩的添加可在後續熱處理中形成液相促進鈦酸鉛薄膜晶粒成長，晶粒可成長至 0.2 mm，且釩離子取代鈦離子會使殘留極化值增加，可達到 55 mC/cm2，比一般純鈦酸鉛高出許多，相對介電常數也有增加的效果，可增至 600。此外殘留極化值與相對介電常數也有隨熱處理溫度升高而增加的現象。而在釩的添加量低於 2.5 mole﹪時矯頑電場會略為降低，約在 95~105 kV/cm 之間，介電散逸因子則沒有太大的變化。