钛酸锶钡(Ba_1-xSr_xTiO₃,简称BST)是一种常见的电介质材料,具有优异的介电、挠曲电、压电以及铁电性能,在微波、传感器、存储器件等方面具有广泛的研究和应用。近年来,随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端的不断发展,对电子器件集成化、微型化、轻量化的要求越来越高,因此,对BST薄膜材料的研究越来越受重视,成为当下研究的热点。论文通过溶胶—凝胶法制备Ba_0.6Sr_0.4TiO₃薄膜,并改进溶胶—凝胶法的工艺过程,通过对样品的差热分析,确定合理的热处理制度;通过对BST薄膜进行K⁺和Mg²⁺的掺杂,解决薄膜介电常数偏低、介电损耗大、以及挠曲电信号弱等问题。并通过研究不同的掺杂方式及不同的掺杂浓度对BST薄膜的介电和挠曲电性能的影响,比较不同的掺杂方式的异同,以得到最佳的掺杂方案。论文首先通过溶胶—凝胶法制备了性质稳定均一的BST溶胶,然后使用旋涂法制备薄膜。通过多次旋涂、湿膜烘干、热处理等过程,在Pt/Ti/SiO₂/Si基片上制备了BST薄膜,并通过加入PVP改善薄膜的微观性能。当薄膜的烧结温度为800℃,保温时间为30 min时,制备的BST薄膜的介电常数为262,介电损耗为0.044,横向挠曲电系数μ₁₂为1.81μC/m,等效压电常数d₃₃^eff为3.077×10⁵μC/N。然后通过不同浓度的K⁺掺杂,制备了K-BST薄膜,当掺杂浓度为7mol%时,K-BST薄膜的微观结构较致密,表面裂纹较少。介电常数为446,介质损耗为0.031,横向挠曲电系数μ₁₂为2.67μC/m,对应的等效压电常数d₃₃^eff为4.539×10⁵μC/N。通过不同浓度的Mg²⁺离子掺杂,制备了结构致密,表面微观性质良好的M-BST薄膜。当掺杂浓度为5mol%时,M-BST薄膜的介电常数最大为401,介电损耗最小为0.025,横向挠曲电系数μ₁₂为2.45μC/m,等效压电常数d₃₃^eff为4.165×10⁵μC/N。在此基础上进行K⁺离子和Mg²⁺离子交替掺杂BST薄膜的研究,设计了K⁺、Mg²⁺交替掺杂的薄膜结构,制备了K/M-BST薄膜,K/M-BST薄膜的微观结构得到明显的改善,介电和挠曲电性得到明显提高,当掺杂浓度为7mol%K⁺、5mol%Mg²⁺时,介电性能最佳,介电常数为479,介电损耗为0.016;挠曲电性能也最好,横向挠曲电系数μ₁₂为3.61μC/m,等效压电常数d₃₃^eff为6.137×10⁵μC/N。论文同时研究了K⁺离子和Mg²⁺离子共掺杂BST薄膜,得到微观结构致密度高、表面平整光滑的KM-BST薄膜,当掺杂浓度为7mol%K⁺、5mol%Mg²⁺时,KM-BST薄膜的性能最佳,介电常数为486,介电损耗为0.019,横向挠曲电系数μ₁₂为3.62μC/m,等效压电常数d₃₃^eff为6.154×10⁵μC/N。对比发现,交替掺杂的介电损耗更低,共掺杂的介电常数略高。二者的挠曲电性能无明显差别。