红外探测器用BST热释电材料研究.doc

红外探测器用BST热释电材料研究 1.实验前的准备工作： 实验主题和方向的确定 老师宣布实验内容和主题的当天晚上，我们寝室的人员便在寝室里组成了一个小组，然后确定实验主题和方向，出于兴趣呵呵好奇感，我提议选择红外探测BST研究，大家一致觉得不错，集体赞同，于是我们的实验方向及这么确定了。 经过一个小小的讨论之后，我们便开始了实验前的紧张准备工作，我们通过抽签产生了组长，然后大家讨论确定了各自的分工，每个人分配了一两本书的让您无，然后就开始看书查资料了。 经过一段时间的理论准备之后，我们的具体实验方案还是没有确定，大家意见有些分歧，而且也不太确定实验室的具体条件可以让我们完成什么样的实验。于是我们拿了一个具体的实验方案去找了姜老师，他给我们讲了一些很中肯实用的意见，让我们一下子豁然开朗了不少。然后我们带着自己的想法去和专门研究这方面的一个博士师兄进行了交流，他也给了我们一些很有用的意见，至此，我们基本心里有了一个大致的方向和构想了。 通过再次的查资料和论文，由于很多实验别人已经做过，于是我们决定在别人的基础上加以改进，准备掺两种杂质进行互补，以便找到一种最佳的掺杂状态，通过查找资料我们发现，掺杂A1203后的BST陶瓷的介电损耗比未掺杂的BST陶瓷要小很多A1203的最佳配比的情况下来改变Ca的掺杂量，进而研究不同Ca含量下的材料性质，最终找到一个优良的比例。这个实验想法，我们自认为很不错，很高兴。 于是我们再次前去找姜老师商量实验方案的可行性。但是姜老师再次对我们的方案提出了质疑，觉得我们的方案可行性和意义都不太大，于是我们不得不再次回去查阅相关资料，重新修改方案。 我们又回到了查阅资料的起点，这一次我们又有了新的重大发现，我们查阅论文时发现湖北大学的一篇论文里写道“A1203掺杂后的BST陶瓷的介电常数比未掺杂的BST陶瓷要大A1203的增加而减小”。这是一个互相矛盾的结论，于是我们就把它作为了我们的突破口，决定对它做一个测定，看到底哪个结论正确。 又一次我们找到姜老师开始讨论我们的方案，他对我们的想法表示赞成，同时给了我们一些建议，让我们在这个基础上找出这个问题的实质所在，让我们做完这个测定以后再去找出一个优良的配方比例，确定一个介电常数的最佳配比，在这个配比附近介电常数出现一个陡峭的峰值，那么这将是一个完美的掺杂比例。 通过一段时间的探索和讨论，我们的实验方案终于这么曲曲折折的诞生了，虽然比较艰难，但每一步都经过了我们的努力和探索，通过这个过程，我们也学会了不少东西，感觉获益匪浅。 2. 实验背景与前景： 微波介质陶瓷材料具有损耗低、介电常数高、频率温度变化系数小等特点，是移相器、谐振器、滤波器、介质天线、介质导波回路等微波元器件的关键基础材料，广泛运用于移动通讯、卫星通讯和军用雷达等方面。而且微波介质陶瓷的性能在很大程度上决定了上述元器件和系统的尺寸及其性能极限。 为了适应移动通讯与卫星通讯等方面的迅速发展，国际上对微波介质材料的要求是在所要求的微波波段内，介电常数要大，品质因数Q要高，损耗正切要小。大则微波介质元件的尺寸可缩小，产品小型化必定要求提高微波介质陶瓷材料的。微波介质材料通常是应用在电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的材料。随着科学技术日新月异的发展，通信信息量迅猛增加，人们对无线通信的需求量急速增大，使用卫星和微波通信已成为当前通信技术发展的必然趋势，因此，微波铁定材料因其具有特殊的铁电性和在微波频率段下表现出的优异的介电性能而越来越受关注，钛酸锶钡（BST）系微波铁电材料的研究工作的大量展开，标志着微波介质材料已经进入了高速的应用研究阶段。 另外，红外探测技术是国家安全依赖的重要技术手段，是近年来的局部战争侦察使 用的尖端技术之一。与微光夜视技术相比，它具有视距远、全天候、全被动式工作、识别伪装能力强等优点，在军事领域起着重要的作用[1]。当前，军事需求依然充当着红外技术发展的主要推动力，但民用红外技术业已逐渐普及到各个领域。红外传感器、遥感控制、非接触式测温、红外热成像仪和远红外热分析仪等已有一定批量的产品，正处于形成产业化的前期。红外技术在国民经济各部门和日常生活中的应用具有巨大的潜力和广阔的市场。 红外热成像系统（Infrared Thermal Imaging System, 简称IRTIS）是红外探测技术发展水平的标志性器件，也是目前红外技术发展的热点。它能够通过自身的光电变换作用，探测到物体的红外热分布，并经信号放大、存储、扫描、处理和显示，最终得到视频图像。根据工作机理的不同，红外热成像系统可以分为光量子型和热电型两大类。入射红外辐射与探测材料中的束缚电子相互作用，使电子的能量状态发生变化，引起电子迁移，形成电导或逸出材料表面形成电子发射，利用该效应制成的探测器就是