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Local impedance and microchemical analysis of electrical heterogeneities in multilayer electroceramic devices

机译：多层陶瓷器件中电异质性的局部阻抗和微化学分析

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摘要

We present an experimental methodology for locating and studying local failure sites in multilayer electroceramic devices at the submicron-length scale. In particular, the inhomogeneous degradation of multilayer ceramic capacitors is studied using a judicious combination of scanning electron microscopy (SEM), local-probe electrical measurements, focused ion beam (FIB) extraction, and transmission electron microscopy (TEM). Voltage-contrast SEM permits the identification of regions of different electrical potential within degraded multilayer devices. The local impedance from specific regions is measured in situ between a tungsten probe and the internal device electrodes, while impedance spectra are extracted for more detailed analysis. Because implementation occurs in dual-beam FIB/SEM, these locally defective sites can be extracted and thinned to electron transparency for further investigation by TEM. In this study, degraded sites in BaTiO_3 multilayer capacitors are found to be associated with local oxygen deficiencies in BaTiO_3, as measured by electron energy loss spectroscopy.
机译：我们提出了一种用于在亚微米长度尺度上定位和研究多层电瓷设备中局部故障部位的实验方法。特别是，使用扫描电子显微镜（SEM），局部探针电测量，聚焦离子束（FIB）提取和透射电子显微镜（TEM）的明智组合研究了多层陶瓷电容器的不均匀降解。电压对比SEM可以识别退化的多层器件中不同电势的区域。在钨探针和内部设备电极之间就地测量来自特定区域的局部阻抗，同时提取阻抗谱以进行更详细的分析。由于在双束FIB / SEM中实现，因此可以提取这些局部缺陷部位并将其稀疏化为电子透明性，以便通过TEM进行进一步研究。在这项研究中，发现BaTiO_3多层电容器中的降解位点与BaTiO_3中的局部氧缺乏症有关，如电子能量损失谱法所测。

著录项

  • 来源
    《Journal of Materials Research》 |2007年第12期|p.3507-3515|共9页
  • 作者

    G.Y. Yang; P.J. Moses; E.C. Dickey; C.A. Randall;

  • 作者单位

    Center for Dielectric Studies, Materials Research Institute, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 工程材料学;
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