掺钕钛酸锶（Nd:SrTiO3）-薄膜衬底

薄膜衬底掺钕钛酸锶（Nd:SrTiO3）是一种结合了钛酸锶基底的优良性能与钕元素特性的功能性材料，具有优异的光学、电学和压电性能，适用于电子、光学和能源等领域的多种应用。

基本结构与特性

• 结构：掺钕钛酸锶具有与钛酸锶（SrTiO3）类似的结构，继承了钛酸锶的优良钙钛矿结构材料的晶格结构。
• 晶系：立方晶系。
• 晶格常数：a=3.905Å。
• 熔点：高达2080℃，显示了良好的耐高温性能。
• 密度：122(g/cm³)。
• 硬度：6-6.5(mohs)。

物理性能

• 热膨胀系数：4×10-6(/℃) 或 10.4×10-6/k，显示出较好的热稳定性。
• 介电常数：ε=5.20，对于电子器件的性能至关重要。
• 正切损耗：在300k至77k的温度范围内，约为5×10-4至3×10-4。

光学性能

• 优异的光学性能：在可见光和近红外区域具有较高的透过率，因此常用于制造光学器件和窗口材料。、

主要优点：

结构与性能稳定性：

继承了钛酸锶（SrTiO3）的钙钛矿结构，具有良好的晶格稳定性。

熔点高达2080℃，显示出优异的耐高温性能。

在水中不溶解，显示出良好的化学稳定性。

光学性能：

在可见光和近红外区域具有较高的透过率，适用于制造光学器件和窗口材料。

掺钕钛酸锶单晶作为外延生长高温超导和各种氧化物薄膜的优良衬底材料，提供了良好的光学性能基础。

电学性能：

作为电子陶瓷领域的重要原材料，掺钕钛酸锶尤其适用于制造多层陶瓷电容器（MLCCs）等电子元件。

掺钕浓度（通常为5% Fe%）可以根据具体应用需求进行调整，以优化电学性能。

压电性能：

掺钕钛酸锶具有显著的压电效应，适用于超声波传感器、换能器、滤波器等压电器件。

定制性：

可按照客户需求，定制特殊方向和尺寸的基片，尺寸公差小，厚度公差也可根据特殊要求进行调整。

提供单面或双面抛光选项，以及不同的晶面定向精度和边缘定向精度。

包装与存储：

使用100级洁净袋在1000级超净室中进行包装，确保材料的纯净度和质量。

应用领域：

. 薄膜衬底掺钕钛酸锶（Nd:SrTiO3）在多个领域具有广泛的应用，以下是对其应用领域的清晰描述：

电子陶瓷领域：

掺钕钛酸锶是电子陶瓷领域的重要原材料，特别适用于制造多层陶瓷电容器（MLCCs）。

由于其高介电常数、低损耗以及优异的热稳定性和化学稳定性，它常用于制作高频、高容量、小型化的电容器组件。

压电材料：

掺钕钛酸锶具有显著的压电效应，即在外加电压作用下会产生机械变形，反之亦然。

这种特性使其在超声波传感器、换能器、滤波器等器件中有广泛应用。

光电材料：

掺钕钛酸锶是一种宽带隙半导体材料，在光电子领域具有多种用途。

它可用作光学窗口材料、红外探测器的基础材料，以及用于制造太阳能电池、光电催化等清洁能源转换装置的基板。

高温超导和氧化物薄膜：

掺钕钛酸锶作为一种优良的衬底材料，用于高温超导和各种氧化物薄膜的外延生长。

它提供了良好的晶格匹配性和化学稳定性，为高温超导和其他薄膜技术提供了重要的支持。

基础研究与开发：

掺钕钛酸锶薄膜和单晶材料还广泛应用于物理学、材料科学的基础研究中。

这些研究包括二维电子气、高温超导电性、拓扑绝缘体等相关领域。

生物医学应用：

掺钕钛酸锶因其良好的生物相容性，也被研究用于生物医学材料。

例如，它可能用于骨替代材料、生物传感器等领域。

其他应用：

掺钕钛酸锶还可能用作催化剂载体、抗辐射材料等。

基本参数表格：

参数名称	数值/范围	单位
化学式	Nd:SrTiO3	–
掺钕浓度	0.05%, 0.04%等	–
熔点	2080	℃
密度	5.122	g/cm³
莫氏硬度	6-6.5	–

光学与热学性质

参数名称	数值/范围	单位
折射率	–	–
热膨胀系数	9.4×10^-6	/℃
介电常数	5.20	–
正切损耗	~5×10-4 (300K), ~3×10-4 (77K)	–

尺寸与加工

参数名称	数值/范围	单位
尺寸	定制（如10×3, 10×5, 15×15等）	mm
厚度	0.5, 1.0	mm
抛光	单面或双面	–

晶体结构与定向

参数名称	数值/范围	单位
晶系	立方晶系	–
晶格常数	a=3.905	Å
晶向	<100>, <110>, <111>等	–
边缘定向精度	2° (特殊要求可达1°以内)	–