硅基(001)取向Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-Pb(Zr,Ti)O3薄膜的制备及其铁电性能研究

采用磁控溅射法在LaNiO3/Si衬底上制备了6;Pb(Mn1/3Nb2/3)O3-94; Pb(Zr0.52 Ti0.48) O3 (PMnN-PZT)铁电薄膜,对其微结构和铁电特性进行了研究.结果表明,该铁电薄膜呈(001)高度择优取向,取向度高达98;.经过1010次铁电循环测试,铁电薄膜无疲劳现象;在104 s时间内,薄膜的铁电保持和印记特性稳定,无明显退化.该结果说明LaNiO3氧化物电极会降低PMnN-PZT薄膜的氧空位浓度,有效地缓解了电荷注入的问题,因此改善了PMnN-PZT薄膜的铁电性能.     

含NiTi阻挡层的硅基(La0.5Sr0.5)CoO3/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/(La0.5Sr0.5)CoO3铁电电容器异质结

应用磁控溅射法制备的非晶NiTi薄膜作阻挡层,在Si (100)衬底上构造了(La0.5Sr0.5)CoO3/ Pb(Zr0.4Ti0.6)O3/(La0.5Sr0.5)CoO3(LSCO/PZT/LSCO)铁电电容器异质结,研究了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电薄膜的结构和物理性能.实验发现LSCO/PZT/LSCO铁电电容器具有良好的电学性能,在417kV/cm的驱动场强下,PZT铁电电容器具有较低的矫顽场强(125kV/cm)和较高的剩余极化强度(19.0μC/cm2),良好电容-电压特性(C-V)和保持特性,铁电电容器经过1010次反转后,极化强度没有明显下降,表明了非晶NiTi薄膜可以用作高密度硅基铁电存储器的扩散阻挡层.     

模板膜法制备织构化的CSBT铁电陶瓷工艺研究

探讨了在NaCl(100)衬底上制备Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4 O15 (CSBT)铁电薄膜的最佳制备工艺过程,匀胶速度为2500r/min,热解温度为350℃,退火温度为700℃,退火时间为300 s制备的CSBT铁电薄膜具有较好的钙钛矿相,相对较高的a轴取向度;以制得的CSBT薄膜为模板,采用模板晶粒生长法诱导其铁电陶瓷粉体织构化生长.结果发现:引入CSBT模板膜后,铁电陶瓷块体的a轴择优度提高,半峰宽减小,垂直于平面晶粒数量增加,有利于陶瓷铁电学性能的提高.     

Bi4Ti3O12铁电薄膜X射线光电子能谱研究

本文采用化学溶液沉积(CSD)工艺在Si(100)衬底上制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜,这种薄膜的X射线衍射(XRD)结果显示其具有较好的结晶性.运用X射线光电能谱仪(XPS)对薄膜的结构进行了研究,分析结果表明,衬底中Si向镀在其上的Bi4Ti3O12膜层内扩散,影响扩散的主要因素是膜厚及退火温度.     

La_(1-x)Sr_xMnO_3电极的制备及其对Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在Si(100)基底上制备了La_(1-x)Sr_xMnO_3电极材料.采用XRD、SEM对材料的晶体结构、表面形貌、薄膜厚度进行了表征,研究了退火温度对薄膜结构及电阻率的影响,以及介电常数与介电损耗随频率变化的关系.结果表明:在x=0.5,退火温度为800 ℃时,La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3薄膜的电阻率为1.2×10~(-2) Ω·cm.La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3薄膜与Ba_(1-x)Sr_xTiO_3匹配性较好,实现了BST薄膜的外延生长,其介电性能比在Pt上制备的Ba_(1-x)Sr_xTiO_3得到了明显的改善.     

快速退火对PZT铁电薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出(PZT)铁电薄膜,在550℃、600℃、650℃、700℃几个温度下对薄膜进行了快速退火热处理,并在退火处理后用X射线衍射、原子力显微镜和热释电系数测试系统研究了PZT铁电薄膜的薄膜结构、表面形貌及热释电性能.在650℃快速退火后,PZT铁电薄膜已经形成较好的钙钛矿相结构,并获得了较好的热释电性能,热释电系数达到1.5×10-8C·cm-2·k-1.     

外延PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度对铁电储能性能的影响

通过修正的Landau-Devonshire热力学模型构建了PbZr0.4 Ti0.6 O3/SrTiO3异质结的电滞回线方程,得到了剩余极化强度Pr、矫顽电场Ec和有效储能密度Wrec的关于PbZr0.4 Ti0.6 O3薄膜厚度h的解析函数,进而研究了连续厚度h对PbZr0.4Ti0.6O3薄膜铁电性能和铁电储能性能的影响.结果表明,Pr,Ec和Wrec均随PbZr0.4Ti0.6O3薄膜厚度h的增加呈非线性增大,且当厚度h分别为57.0 nm、64.2 nm和65.8 nm时,达到饱和值75.3μC·cm-2、2240.7 kV·cm-1和9.0 J·cm-3,而能量转换效率η随h的增加呈现出非线性减小,h接近52.6 nm时,η趋于一稳定值4.79;.此外,瞬时相对变化率W'rec(h)和η'(h)均随h增加而减小,当h小于2.4 nm时,η'(h)大于W'rec(h),当h大于2.4 nm时,η'(h)小于W'rec(h),且当h接近50.0 nm时,η'(h)/W'rec(h)趋于一稳定值0.65.     

含Ni-Nb阻挡层的硅基Pb(Zr0.4,Ti0.6)O3电容器的制备及铁电性能研究

采用Ni-Nb薄膜作为导电阻挡层,以La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)为底电极,构建了LSCO/Pb(Zr0.4,Ti0.6)O3(PZT)/LSCO异质结电容器。使用X射线衍射仪和铁电测试仪对其进行结构表征和性能测试。实验发现:Ni-Nb薄膜为非晶结构,PZT薄膜结晶状况良好。LSCO/PZT/LSCO电容器在5 V外加电压测试下,电滞回线具有良好的饱和趋势,剩余极化强度Pr为35.5μC/cm2,矫顽电压Vc为1.42 V,电容器具有良好的抗疲劳特性和保持特性。     

CoFe2O4/Ba0.9Ca0.1Ti0.9Zr0.1O3双层复合薄膜的磁电性能研究

通过脉冲激光沉积法(PLD)在(001)-SrRuO3/SrTiO3(SRO/STO)衬底上生长了CoFe2O4/Ba0.9Ca0.1Ti0.9Zr0.1O3(CFO/BCZT)双层磁电复合薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)测试样品的晶体结构及形貌.XRD结果显示:单相BCZT铁电薄膜、CFO铁磁薄膜及CFO/BCZT磁电复合薄膜均为(00l)择优取向结构.物理性能测试结果表明:CFO/BCZT复合薄膜具有良好的铁电性能(剩余极化值,Pr=15.1μC/cm2)、铁磁性能和磁电耦合性能(磁电耦合系数,αE～82.4 mV·cm-1·Oe-1).这种无铅的磁电复合薄膜为设计新型多铁电子器件提供了一种选择.     

膜厚对Nd掺杂钙锶铋钛铁电薄膜结构及性能的影响

采用Sol-gel法和层层快速退火工艺在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了厚度不同Nd掺杂的钙锶铋钛(C0.4S0.6NT)铁电薄膜.研究了单层膜厚和总膜厚对于薄膜的(200)择优取向、显微结构及铁电性能的影响.发现:恰当的单层膜厚度,有助于薄膜(200)峰的择优取向和铁电性能;单层膜厚度约为60 nm,总厚度约为420 nm时,C0.4S0.6NT薄膜的,I(200)/[I(119)+I(001)]相对强度较大,a轴取向的晶粒较多,具有较好的铁电性能,剩余极化(Pr)和矫顽场(Ec)分别为13.251μC/cm2,85.248 kV/cm.