Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60372
Title: Microstructural and dielectric properties of calcium copper titanate thin films prepared by a sol-gel method
Other Titles: โครงสร้างระดับไมโครและสมบัติไดอิเล็กทริกของฟิล์มบางแคลเซียมคอปเปอร์ไททาเนตเตรียมโดยวิธีโซล-เจล
Authors: Yumairoh Kasa
Advisors: Satreerat K. Hodak
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Satreerat.H@Chula.ac.th
Subjects: Calcium copper titanate
Dielectric films
Thin films
แคลเซียมคอปเปอร์ไททาเนต
ฟิล์มบาง
Issue Date: 2010
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The high dielectric perovskite CaCu3Ti4O12(CCTO) has recently attracted much attention. We have successfully prepared CCTO thin films by a sol-gel spin coating technique. We synthesized CCTO films on different types of substrates in order to study the effect of substrate types on the microstructure and dielectric properties of the films. The CCTO film grown on LaAlO3 tended to be an epitaxial film. The CCTO films deposited both on LaAlO3 and NdGaO3 substrates showed {200} preferred orientation with the lattice constant of 7.391 Å and 7.390 Å, respectively. However, the films grown on Si were polycrystalline with the lattice constant of 7.380 Å. The Field Emission Scanning Electron Microscopy results indicated that the grain size of the films grown on Si, LaAlO3 and NdGaO3 were 58, 40 and 44 nm, respectively. For the Fe doped CCTO film, the characteristic peaks of CCTO were preserved as long as the concentration of the Fe-doped did not exceed 6% by weight. The existing of Fe in our films present Fe3+ oxidation state which were confirmed by X-ray Absorption Spectroscopy result. The dielectric constant of the CCTO film grown on Al2O3 and NGO substrates decrease with the increasing of frequency 40 kHz up to 1 MHz. The dielectric constant is high about 1044-1020 with low dielectric loss about 0.0263-0.0134 for the film deposited on NGO substrate. Moreover, the dielectric constant of the film deposited on NGO can be tuned with tunability of 2.6% by applying an electric field of 105 V/m
Other Abstract: แคลเซียมคอปเปอร์ไททาเนต (CCTO) ซึ่งเป็นสารที่มีโครงสร้างแบบเพอรอฟสไกต์ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากเป็นสารที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง ฟิล์มบาง CCTO ถูกเตรียมด้วยเทคนิคโซลเจลแบบสปิน ฟิล์มบาง CCTO จะถูกสังเคราะห์ลงบนแผ่นรองรับที่แตกต่างกัน เพื่อที่จะศึกษาผลของแผ่นรองรับที่มีต่อโครงสร้างระดับไมโครและสมบัติไดอิเล็กทริกของฟิล์ม ฟิล์ม CCTO ที่ปลูกลงบนแผ่นรองรับแลนทานัมอะลูมิเนตมีแนวโน้มที่จะเป็นเอพิแทกซี CCTO ฟิล์มที่ปลูกลงบนแผ่นรองรับทั้งแลนทานัมอะลูมิเนตและนิโอดิเมียมแกลเลตแสดงการจัดเรียงตัวอย่างโดดเด่นของระนาบ {200} ด้วยค่าคงที่แลตทิซ 7.391 อังสตรอม และ 7.390 อังสตรอม ตามลำดับ แต่ฟิล์มที่ปลูกลงบนแผ่นรองรับซิลิกอนมีลักษณะเป็นพหุผลึกด้วยค่าคงที่แลตทิซ 7.380 อังสตรอม ผลจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกวาดชี้ให้เห็นว่า ขนาดเกรนของฟิล์มที่ปลูกลงบนซิลิกอน แลนทานัมอะลูมิเนต และนิโอดิเมียมแกลเลต มีค่าเป็น 58 40 และ 44 นาโนเมตร ตามลำดับ สำหรับฟิล์มที่โดปด้วยเหล็ก พีคลักษณะเฉพาะของ CCTO จะยังคงมีอยู่จนกว่าความเข้มข้นของการโดปเหล็กไม่เกิน 6 % โดยน้ำหนัก การมีอยู่ของเหล็กในฟิล์มแสดงสถานะออกซิเดชัน Fe3+ ซึ่งสามารถพิสูจน์ได้โดยเทคนิคการวัดการดูดกลืนรังสีเอ็กซ์ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของฟิล์ม CCTO ที่ปลูกบนแผ่นรองรับอะลูมินาและนิโอดิเมียมแกลเลตมีค่าลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นตั้งแต่ 40 กิโลเฮริตซ์ ถึง 1 เมกกะเฮริตซ์ สำหรับฟิล์มที่ปลูกลงบนแผ่นรองรับนิโอดิเมียมแกลเลตมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงประมาณ 1044-1020 ด้วยค่าความสูญเสียไดอิเล็กทริกประมาณ 0.0263-0.0134 นอกจากนี้ ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของฟิล์มที่ปลูกลงบนแผ่นรองรับนิโอดิเมียมแกลเลตสามารถถูกปรับได้ด้วยค่าเปอร์เซนต์การปรับเปลี่ยนเท่ากับ 2.6 เมื่อให้สนามไฟฟ้า 105 โวลต์ต่อเมตร
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2010
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Physics
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60372
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2010.701
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2010.701
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Yumairoh Kasa.pdf4.52 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.