聚对羟基苯乙烯对聚偏氟乙烯—三氟乙烯结晶行为及铁电性能影响的研究

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在聚合物铁电材料中,聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))凭借其优异的加工性能、化学稳定性能和高的自发极化强度有望被广泛用于铁电聚合物存储器中。但是由于其较高的漏电流问题,高的表面粗糙度和低的热稳定性等缺点,限制了P(VDF-TrFE)的商业化应用。与低介电常数聚合物共混改性,是一种提高铁电聚合物P(VDF-TrFE)性能简单有效的方法。本文将少量的低介电常数聚合物聚对羟基苯乙烯(PVPh)加入到P(VDF-TrFE)中制备得到了P(VDF-TrFE)/PVPh共混体系。并从结晶行为和电性能两个方面,研究了PVPh的加入对P(VDF-TrFE)性能的影响。1.制备了具有稳定相分离结构的P(VDF-TrFE)/PVPh共混薄膜,PVPh的加入使得P(VDF-TrFE)的晶粒尺寸减小,同时使得P(VDF-TrFE)/PVPh共混物薄膜的表面粗糙度降低。PVPh以球状形态分布在P(VDF-TrFE)连续相中。随着PVPh含量的增大,PVPh的球状尺寸增大。PVPh的加入也提高了P(VDF-TrF E)的热稳定性。少量的PVPh (PVPh的质量分数小于等于5%时)并不影响P(VDF-TrFE)的居里相转变温度;进一步增加PVPh的含量(PVPh的质量分数增加到10%时),将降低P(VDF-TrFE)的居里转变温度。2.压电响应力显微镜(PFM)结果表明所制备薄膜具有很强的自发极化能力且极化方向垂直于基底取向,氟原子倾向于在薄膜表面富集;且冷结晶的处理方法能够使样品具有最佳的铁电性能。PVPh的加入,使得薄膜的矫顽电压略有增大。共混物制成的三明治型电容器测试结果表明,PVPh的加入虽然降低了材料的极化强度但也显著降低了器件的漏电流密度。通过介电谱仪的测试发现,PVPh也有助于降低共混膜的介电损耗。通过共混改性的方法,得到了综合性能优异的铁电材料。
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