ภาพรวมของสตรอนเทียมไททาเนต

ความเป็นมาของการสมัครและภาพรวมของสตรอนเชียมไททาเนต

สตรอนเทียม ไททาเนตมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูง และเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับผงเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์ ผลิตภัณฑ์ของบริษัทมีข้อดีคือมีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ มีรายงานมากมายเกี่ยวกับการจัดทำสตรอนเซียมไททาเนตในนิตยสารวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ วิธีการทั่วไปที่สุดคือวิธีการในห้องปฏิบัติการที่จัดทำโดย "การวิจัยวิธีการใหม่สำหรับการสังเคราะห์ผงสตรอนเทียมไททาเนต" ในอุตสาหกรรมเกลืออนินทรีย์ในปี 2545 วิธีนี้ใช้ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์และสตรอนเซียมคลอไรด์เป็นวัตถุดิบ แอมโมเนียมคาร์บอเนตและน้ำแอมโมเนียเป็นสารตกตะกอน และใช้การตกตะกอนทางเคมีเพื่อสังเคราะห์ผงสตรอนเซียมไททาเนต มีการศึกษาอิทธิพลของสภาวะกระบวนการที่มีต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์และอัตราส่วนสตรอนเซียม-ไทเทเนียม

สภาวะของปฏิกิริยาคืออัตราส่วนโมลาร์ของไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ต่อสตรอนเซียมคลอไรด์คือ 1.02 อัตราส่วนโมลาร์ของแอมโมเนียมคาร์บอเนตต่อสตรอนเซียมคลอไรด์คือ 1.40 อุณหภูมิของปฏิกิริยาคืออุณหภูมิห้อง และต้องเผาที่ 900 ° C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ข้อเสียของวิธีนี้คือต้องใช้เวลาในการเผานาน และการกระจายขนาดอนุภาคอาจไม่สม่ำเสมอเนื่องจากการเติบโตของเมล็ดสตรอนเซียมไททาเนตบางชนิด นอกจากนี้ การศึกษาบางชิ้นยังได้อธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับกลไกการตกผลึกของสตรอนเซียมไททาเนต แต่วิธีการเตรียมและวิธีแก้ปัญหาสำหรับการสังเคราะห์สตรอนเซียมไททาเนตนั้นมีความเป็นไปได้น้อยกว่าในการผลิตภาคอุตสาหกรรม วิธีการเตรียมสตรอนเซียมไททาเนตในโลก ได้แก่ วิธีโซลิดเฟส วิธีการตกตะกอนร่วม วิธีโซลเจล วิธีสารตั้งต้นเชิงซ้อนอินทรีย์ และกระบวนการอื่นๆ

กระบวนการโซลิดเฟสคือการเผาไทเทเนียมออกไซด์และสตรอนเซียมคาร์บอเนตที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากการกระจายขนาดอนุภาคของสตรอนเซียมไททาเนตหลังการเผาเป็นเรื่องยากที่จะควบคุมและมีความบริสุทธิ์ต่ำ จึงส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ การตกตะกอนร่วมเป็นวิธีการแรกสุดที่ใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคโลหะออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษโดยปฏิกิริยาเคมีในสถานะของเหลว วิธีการตกตะกอนมีต้นทุนต่ำ แต่มีปัญหาดังนี้ ตะกอนมักเป็นคอลลอยด์ซึ่งยากต่อการล้างและกรอง สารตกตะกอนสามารถผสมเป็นสารเจือปนได้ง่าย และส่วนประกอบต่างๆ อาจถูกแยกออกในระหว่างกระบวนการตกตะกอน และตะกอนบางส่วนจะละลายในระหว่างการซัก

นอกจากนี้ เนื่องจากไอออนของโลหะจำนวนมากไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเกิดปฏิกิริยาตกตะกอน การใช้วิธีนี้จึงแคบลงเช่นกัน โดยทั่วไปวิธีโซล-เจลจะใช้อัลคอกไซด์ของโลหะอินทรีย์เป็นวัตถุดิบ และได้รับสารตั้งต้นที่เป็นของแข็งผ่านการไฮโดรไลซิส โพลีเมอไรเซชัน การอบแห้ง และกระบวนการอื่น ๆ และสุดท้ายได้วัสดุนาโนผ่านการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม เนื่องจากโลหะอัลคอกไซด์ถูกใช้เป็นวัตถุดิบ ต้นทุนของวิธีนี้จึงค่อนข้างสูงและกระบวนการเจลช้า ดังนั้นวงจรการสังเคราะห์โดยทั่วไปจึงค่อนข้างยาว

นอกจากนี้ ไอออนของโลหะบางชนิดที่ไม่สามารถไฮโดรไลซ์และโพลีเมอร์ไลซ์ได้ยากนั้นยากที่จะเกาะติดแน่นกับเครือข่ายเจล ซึ่งจำกัดประเภทของออกไซด์คอมโพสิตที่มีความบริสุทธิ์สูงพิเศษที่ได้รับโดยวิธีนี้ ดังนั้น หากเตรียมสตรอนเซียมไททาเนตโดยวิธีโซลิดเฟสปัจจุบัน วิธีตกตะกอนร่วม วิธีโซลเจล วิธีสารตั้งต้นเชิงซ้อนอินทรีย์ และกระบวนการอื่นๆ ก็แสดงว่ายังมีข้อบกพร่องและข้อบกพร่องอยู่

สตรอนเทียม ไททาเนตเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งใช้ในการปรับองค์ประกอบความร้อนโดยอัตโนมัติ และผลิตส่วนประกอบที่มีการล้างอำนาจแม่เหล็ก ในสาขาเซรามิก ใช้ในการผลิตตัวเก็บประจุเซรามิก วัสดุเซรามิกเพียโซอิเล็กทริก ส่วนประกอบที่ไวต่อเซรามิก และส่วนประกอบเซรามิกไมโครเวฟ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเม็ดสี เคลือบฟัน วัสดุทนความร้อน และวัสดุฉนวนได้อีกด้วย ผลึกเดี่ยวสตรอนเทียมไททาเนตสามารถใช้เป็นวัสดุการมองเห็นและอัญมณีเทียมได้

ผลึกสตรอนเทียมไททาเนตมีดัชนีการหักเหของแสงสูงและค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูง และผลึกเดี่ยวของมันถูกใช้เป็นวัสดุเชิงแสงและอัญมณีเทียม ตัวนำยิ่งยวดอุณหภูมิต่ำที่ใช้สตรอนเซียมไททาเนตก็ถูกสร้างขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างการใช้งานมีดังนี้:

1. เตรียมทรานซิสเตอร์สตรอนเซียมไททาเนตด้วยกระบวนการที่เรียบง่ายและมีเสถียรภาพที่ดี

ด้วยการใช้วิธีการเติมสารทดแทน เลเซอร์เอพิแทกซีลำแสงโมเลกุลเลเซอร์ การสะสมของเลเซอร์แบบพัลส์ แมกนีตรอนสปัตเตอร์ การระเหยของลำแสงอิเล็กตรอน หรือเอพิแท็กซีลำแสงโมเลกุล และวิธีการสร้างฟิล์มอื่นๆ วัสดุฟิล์มบางชนิดสตรอนเซียมไททาเนตชนิด n SrAxTi1-xO3 หรือ Sr1-xLaxTiO3 โดยที่ A คือ Nb หรือ Sb ถูกเตรียมบนพื้นผิวผลึกเดี่ยว (เช่น SrTiO3, YSZ, LaAlO3, Nb:SrTiO3 ฯลฯ); เตรียมวัสดุฟิล์มบางชนิดสตรอนเซียมไททาเนต SrBxTi1-xO3 ชนิด p โดยที่ B อยู่ในหรือ Mn เตรียมไว้ ค่า x ทั้งหมดอยู่ในช่วง 0.005 ถึง 0.5

เมื่อชั้นของสตรอนเซียมไททาเนตชนิด p และชั้นของสตรอนเซียมไททาเนตชนิด n ถูกปลูกแบบ epitaxial ด้วยกัน ฟิล์มสตรอนเซียมไททาเนตสองชั้นที่มีประเภทการนำไฟฟ้าต่างกันจะเกิดรอยต่อ p-n ที่ส่วนต่อประสาน และรอยต่อ p-n นี้ประกอบขึ้นเป็นไดโอดคริสตัลสตรอนเซียมไททาเนต เมื่อชั้นของสตรอนเทียมไททาเนตชนิด p, ชั้นของสตรอนเซียมไททาเนตชนิด n และอีกชั้นของไททาเนตสตรอนเซียมชนิด p ถูกปลูกแบบ epitaxisly เข้าด้วยกัน ฟิล์มสตรอนเซียมไททาเนตทั้งสามชั้นนี้ก่อตัวเป็นรอยต่อ p-n-p และจุดเชื่อมต่อ p-n-p นี้ประกอบเป็นไตรโอดไททาเนตของ p-n-p เมื่อชั้นของสตรอนเซียมไททาเนตชนิด n, ชั้นของสตรอนเซียมไททาเนตชนิด p และอีกชั้นของไททาเนตชนิดสตรอนเซียมชนิด n ถูกปลูกแบบ epitaxisly เข้าด้วยกัน ฟิล์มสตรอนเซียมไททาเนตทั้งสามชั้นนี้จะสร้างจุดเชื่อมต่อ n-p-n และจุดเชื่อมต่อ n-p-n นี้ประกอบขึ้นเป็นไตรโอดสตรอนเซียมไททาเนต n-p-n

ทรานซิสเตอร์สตรอนเซียมไททาเนตใช้กระบวนการเอพิแทกเซียลเต็มรูปแบบ ดังนั้นความหนาและความเข้มข้นของพาหะของแต่ละชั้นจึงควบคุมได้ง่ายกว่าทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมซิลิคอน และจุดเชื่อมต่อมีความคมชัดกว่า สตรอนเซียมไททาเนตมีจุดหลอมเหลวสูงและมีเสถียรภาพที่ดี ดังนั้นทรานซิสเตอร์สตรอนเซียมไททาเนตจะกลายเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและยังสามารถพัฒนาเป็นวงจรรวมสตรอนเซียมไททาเนตได้

2. วิธีการเตรียมอุปกรณ์ฟิล์มบางไททาเนตสตรอนเซียมอสัณฐาน

รวมถึง: หมุนเคลือบสารละลายอิเล็กโทรดด้านล่างบนพื้นผิวของสารตั้งต้น จากนั้นจึงหลอมเพื่อสร้างอิเล็กโทรดด้านล่าง หมุนเคลือบสารละลายสตรอนเซียมไททาเนตบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดด้านล่างแล้วอบเพื่อสร้างฟิล์มสตรอนเทียมที่เป็นกรด การหลอมฟิล์มสตรอนเซียมไททาเนตเพื่อสร้างฟิล์มอสัณฐาน การระเหยของลำอิเล็กตรอนสปัตเตอร์บนพื้นผิวของฟิล์มอสัณฐานเพื่อสร้างอิเล็กโทรดด้านบนเพื่อให้ได้อุปกรณ์ฟิล์มบางสทรอนเทียมไททาเนตอสัณฐาน

นวัตกรรมที่ใหญ่ที่สุดของอุปกรณ์ฟิล์มบางสตรอนเซียมไททาเนตอสัณฐานคือชั้นฟิล์มออกไซด์หลักของอุปกรณ์นั้นเป็นฟิล์มอสัณฐาน และวิธีการเตรียมนั้นง่าย ความต้องการอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการเตรียมต่ำ และสามารถดำเนินการผลิตจำนวนมากได้ นอกจากนี้ อุปกรณ์ฟิล์มบางสตรอนเซียมไททาเนตที่เตรียมไว้ยังมีเสถียรภาพที่ดี ทนทานต่อความล้า และสามารถรีไซเคิลได้ มีอัตราการสลับขนาดใหญ่ เมื่ออบอ่อนที่อุณหภูมิ 400 ° C อัตราส่วนการสับเปลี่ยนจะอยู่ที่ 103 และมีการใช้งานที่หลากหลาย