SrBi2Ta2O9铁电薄膜微结构及其抗疲劳等铁电特性的研究

在低温Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用脉冲准分子激光沉积技术结合氧气氛下７００℃退火获得高质量的ＳＢＴ薄膜，其择优取向为（００８）和（１１５）．薄膜厚度约为２００ｎｍ．铁电性能测试显示较饱和的、方形的电滞回线，其剩余极化和矫顽电场分别为１０μＣ／ｃｍ２和５７ｋＶ／ｃｍ，在１０１０次开关极化后没有显示任何疲劳，在５Ｖ直流电压下的漏电流密度约为４×１０－８Ａ／ｃｍ２，直流击穿电场约为２５０ｋＶ／ｃｍ．     

用改进的sol—gel法制备锆钛酸铅薄膜及其物相转化的研究

利用改进的ｓｏｌ－ｇｅｌ法,在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰｂＺｒ０．５Ｔｉ０．５Ｏ３（ＰＶＴ５０／５０）薄膜,采用了一种新的方法,从同一前驱体溶液行到了厚度各异的单一退火层,研究了薄膜的结构和性质随单层退火厚度的改变而发生的变化,发现随着单一退火层度的降低,薄膜（１１１）取向的程度增大,同时薄膜的剩余极化和介电常量也逐渐增高,当单一退火层厚度降低到约为４０ｎｍ时,可行到高度（１１１）择     

衬底温度对反应磁控溅射W掺杂ZnO薄膜的微观结构及光电性能的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO（WZO）透明导电氧化物薄膜并研究了衬底温度对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明,WZO薄膜具有良好的（002）晶面择优取向,且适当的衬底温度是制备优质WZO薄膜的关键因素.随着衬底温度升高,薄膜表面粗糙度先增大后减小;衬底温度较高时,薄膜的结构致密,结晶质量好,电子迁移率高.当衬底温度为325℃时,WZO薄膜获得最低电阻率9.25×10^-3Ω·cm,方块电阻为56.24Ω/□,迁移率为11.8 cm² V^-1·s^-1,其在可见光及近红外区域（400—1500 nm）范围的平均透过率达到85.7%.     

旋涂法制备氧化锆介质层及其在薄膜晶体管中的应用

采用旋涂法制备了氧化锆介质层薄膜,重点讨论了退火温度以及旋涂转速对薄膜性能的影响及作用机制。研究发现高温后退火一方面使得氧化锆水合物脱水形成氧化锆,另一方面促使氧化锆薄膜结晶。此外,转速较高时,其变化对薄膜厚度及粗糙度无显著影响。当转速为5 000 r/min、退火温度为300℃时,制备的绝缘层厚度具有良好的厚度均匀性,粗糙度为0.7 nm,漏电流为3.13×10^-5 A/cm²（电场强度1 MV/cm）。最终,利用ZrO₂薄膜作为栅极绝缘层,在玻璃基板上制备了铟镓锌氧化物-薄膜晶体管（IGZO-TFT）,其迁移率为6.5 cm²/（V·s）,开关比为2×10⁴。     

碲化铋红外透明导电薄膜的制备与光电性能（特邀）

采用射频磁控溅射法在石英衬底和硒化锌衬底上制备了碲化铋薄膜,分别研究了薄膜厚度、退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和冷场发射扫描电子显微镜,分析了薄膜结构、成分和形貌。结果表明,退火有利于薄膜的结晶,且不改变晶体的择优取向。傅里叶变换红外光谱测试结果表明,在石英衬底和硒化锌衬底上沉积的薄膜,光学透过率随着薄膜厚度和退火温度的增加而减小,在硒化锌衬底上沉积的薄膜透过波段比石英长,且光学透过率更加稳定。霍尔效应测试结果表明,随着薄膜厚度和退火温度的增加,薄膜的电阻率逐渐减小,最小为1.448×10^-3Ω·cm,迁移率为27.400 cm²·V^-1·s^-1,载流子浓度为1.573×10²⁰ cm^-3。在石英衬底上沉积的15 nm厚的Bi₂Te₃薄膜,在1～5μm波段的透过率达到80%,退火200℃后透过率达到60%,电阻率为5.663×10^-3Ω·cm。在...     

(111)取向(Pb,La)TiO3铁电薄膜中90°纳米带状畴与热释电性能的研究

采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上生长了掺镧钛酸铅(PLT)铁电薄膜.用X射线衍射技术(XRD)研究了PLT薄膜结晶性能，结果表明PLT薄膜为 (111)择优取向钙钛矿相织构.使用原子力显微镜(AFM)和压电响应力显微镜(PFM) 分别观察了PLT薄膜的表面形貌和对应区域的电畴结构.PFM观察显示PLT薄膜中存在90°纳米带状畴，电畴的极化为首尾相接的低能量的排列方式，带状畴的宽度为20—60nm.研究了PLT10铁电薄膜的制备条件与性能之间的关系.发现在优化条件下制备的PLT10铁电薄膜的介电常数ε_r为365、介电损耗tgδ为0.02，热释电系数γ为2.18×10^-8C·(cm²·K)^-1，可以满足制备非制冷红外探测器的需要. 关键词： PLT薄膜 电畴 PFM 极化     

Raman光谱研究厚度对La0.9Sr0.1MnO3/Si薄膜结构的影响

通过溶胶-凝胶旋涂方法结合后退火工艺在Si（100）上制备了不同厚度的La_0.9Sr_0.1MnO₃（LSMO）薄膜,利用X射线衍射（XRD）和共焦显微拉曼散射（Raman）研究了LSMO/Si（100）薄膜的微结构．研究结果表明90 nm厚的LSMO薄膜具有正交相结构,当厚度大于150 nm时,薄膜具有菱方相结构. 150 nm厚的薄膜的Raman图谱中,490 cm^-1和602 cm^-1正交结构 关键词： 薄膜 1-xSr_xMnO₃')" href="#">La_1-xSr_xMnO₃ 共焦显微拉曼 微结构     

金刚石薄膜的结构特征对薄膜附着性能的影响

在不同实验条件下，用微波等离子体化学气相沉积设备在硬质合金(WC+6%Co)衬底上沉积了 具有不同结构特征的金刚石薄膜.用Raman谱表征薄膜的品质和应力，用压痕实验表征薄膜的 附着性能，考察了薄膜中sp²杂化碳含量、形核密度、薄膜厚度对薄膜附着性能 的影响.结 果表明：sp²杂化碳的缓冲作用使薄膜中sp²杂化碳的含量对薄膜中 残余应力有较大的影 响，从而使薄膜压痕开裂直径统计性地随sp²杂化碳含量的增加而减小；仅仅依 靠超声遗 留的金刚石晶籽提高形核密度并不能有效改变薄膜与硬质合金基体之间的化学结合状况，从 而不能有效提高薄膜在衬底上的附着性能；在薄膜较薄时，晶粒之间没有压应力的存在，开 裂直径并不明显随厚度增加而增加，只有当薄膜厚度增加到一定值，晶粒之间才有较强压应 力存在，开裂直径随厚度的增加而较为迅速地增加. 关键词： 金刚石薄膜 附着性能 2杂化碳')" href="#">sp²杂化碳 成核密度 薄膜厚度     

高气压反射式高能电子衍射仪监控脉冲激光外延氧化物薄膜

在超高真空分子束外延（MBE）生长技术中，反射式高能电子衍射仪（RHEED）能实时显示半导体和金属外延生长过程，给出薄膜表面结构和平整度的信息，成为MBE必备的原位表面分 析仪.为了研究氧化物薄膜如高温超导（YBa₂Cu₃O₇） 、铁电薄膜（Sr_1-xBa_x TiO₃）及它们的同质和异质外延结构的生长机理，获得高质量的符合各种应用 需要的氧化 物多层薄膜结构，在常规的制备氧化 关键词： 高温超导薄膜 RHEED     

新型透明导电薄膜ErF3掺杂In2 O3的研制

利用电子束沉积技术首次制备了氟化铒 (ErF₃) 掺杂的氧化铟(In₂O₃)透明导电薄膜(IEFO),研究了薄膜的晶体结构、光学特性和电学特性。利用原子力显微镜测试了不同厚度薄膜的形貌,初步研究了薄膜的生长过程。研究发现:IEFO薄膜为多晶结构,Er原子的掺入改变了薄膜的优势生长方向,使薄膜在(211)、(222)、(444)3个方向上的生长趋势基本相同。 薄膜电阻率为1.265×10^-3 Ω·cm,电子迁移率为45.76 cm²·V^-1·s^-1,电子浓度为1.197×10²⁰ cm^-3,在380~780 nm范围内的可见光平均透过率为81%。     

Effect of bilayer structure and a SrRuO3 buffer layer on ferroelectric properties of BiFeO3 thin films

Effects of the BiFe_0.95Mn_0.05O₃ thickness and a SrRuO₃ (SRO) buffer layer on the microstructure and electrical properties of BiFeO₃/BiFe_0.95Mn_0.05O₃ (BFO/BFMO) bilayered thin films were investigated, where BFO/BFMO bilayered thin films were fabricated on the SRO/Pt/Ti/SiO₂/Si(100) substrate by a radio frequency sputtering. All thin films are of a pure perovskite structure with a mixture of (110) and (111) orientations regardless of the BFMO layer thickness. Dense microstructure is demonstrated in all thin films because of the introduction of BFMO layers. The SRO buffer layer can also further improve the ferroelectric properties of BFO/BFMO bilayered thin films as compared with those of these thin films without a SRO buffer layer. The BFO/BFMO bilayered thin film with a thickness ratio of 220/120 has an enhanced ferroelectric behavior of 2P _r??165.23???C/cm² and 2E _c??518.56?kV/cm, together with a good fatigue endurance. Therefore, it is an effective way to enhance the ferroelectric and fatigue properties of bismuth ferrite thin films by constructing such a bilayered structure and using a SRO buffer layer.     

2-2型磁电复合薄膜CoFe2O4/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3静磁耦合

运用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si基片上旋涂制备了2-2型CoFe₂O₄/Pb(Zr_0.53Ti_0.47)O₃磁电复合薄膜．制备的磁电薄膜结构为基片/PZT/CFO/PZT*/CFO/PZT,通过改变中间层PZT*溶胶的浓度,改变磁性层间距以及静磁耦合的大小．SEM结果表明,复合薄膜结构致密,呈现出界面清晰平整的多层结构．制备的复合薄膜具有较好的铁电与铁磁性能．实验还研究了静磁耦合对薄膜磁电性能的影响,结果表明,随着复合薄膜磁性层间距的减小,静磁耦合效应的增加,磁电电压系数有逐渐增大的趋势.     

Thickness dependent magnetic and ferroelectric properties of LaNiO3 buffered BiFeO3 thin films

BiFeO₃ (BFO) thin films with thickness increasing from 40 to 480 nm were successfully grown on LaNiO₃ (LNO) buffered Pt/Ti/SiO₂/Si(100) substrate and the effects of thickness evolution on magnetic and ferroelectric properties are investigated. The LNO buffer layer promotes the growth and crystallization of BFO thin films. Highly (100) orientation is induced for all BFO films regardless of the film thickness together with the dense microstructure. All BFO films exhibited weak ferromagnetic response at room temperature and saturation magnetization is found to decrease with increase in film thickness. Well saturated ferroelectric hysteresis loops were obtained for thicker films; however, the leakage current dominated the ferroelectric properties in thinner films. The leakage current density decreased by three orders of magnitude for 335 nm film compared to 40 nm film, giving rise to enhanced ferroelectric properties for thicker films. The mechanisms for the evolution of ferromagnetic and ferroelectric characteristics are discussed.     

Au/PZT/BIT/p-Si异质结的制备与性能研究

采用脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了以Bi₄Ti₃O₁₂(BIT)为过渡阻挡层的Au/PZT/BIT/p-Si异质结.研究了BIT铁电层对Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃(PZT)薄膜晶相结构、铁电及介电性能的影响,对Au/PZT/BIT/p-Si异质结的导电机制进行了讨论.氧气氛530℃淀积的PZT为多晶铁电薄膜,与直接淀积在Si基片上相比,加入BIT铁电层后PZT铁 关键词： 铁电薄膜 异质结构 脉冲激光沉积(PLD)     

鈰铕铌酸锂的双光束耦合异常温度特性与结构相变

报道铕铌酸锂晶体双光束耦合在５５，７０和１１０℃附近出现的异常温度现象，该现象与晶体在这些点发生了结构相变有关，相变诱发出内电场，改变了空间电荷场的结构，影响了双光束耦合。采用唯象的办法给出相变电场随温度的变化公式，结合一能级单载流子带导模型给出了理论曲线，能很好地解释实验。推算出相变电场的数量级介于扩散电场和最大空间电荷场之间，为１０^５Ｖ·ｍ^-1。 关键词：     

溶胶-凝胶法制备Sr2Bi4Ti5O18薄膜及其铁电性能研究

采用溶胶-凝胶法,在氧气氛中和层层晶化的工艺条件下,成功地制备了沉积在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上的铁电性能优良的Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈ (SBTi)薄膜,并研究了SBTi薄膜的微结构、表面形貌、铁电性能和疲劳特性.研究表明：薄膜具有单一的层状钙钛矿结构，且为随机取向；薄膜表面光滑，无裂纹，厚度约为725nm；铁电性能测试显示较饱和、方形的电滞回线，当外电场强度为275kV/cm时 关键词： 溶胶-凝胶法 铁电薄膜 2Bi₄Ti₅O₁₈')" href="#">Sr₂Bi₄Ti₅O₁₈     

Effect of dielectric layer on ferroelectric responses of P(VDF-TrFE) thin films

The dielectric layer in the sandwich structural device plays a very important role in determining the electrical properties of the ferroelectric film. In this paper, we investigate the effect of the dielectric layers with different thicknesses on switching performance of ferroelectric P(VDF-TrFE) thin films. The hysteresis loops become slanting with increasing thickness of the dielectric layer. A negative slope of the ‘real’ hysteresis loop is apparently observed which demonstrates negative capacitance effect caused by the dielectric layer. This behavior is simulated qualitatively by the Weiss mean field model considering an interfacial dielectric layer in series with a ferroelectric layer. The agreement between experiments and simulations supports that negative capacitance results from the positive feedback among electric dipoles. Furthermore, the switching time of the ferroelectric film increases with the increase of dielectric layer thickness. This study shows that the ferroelectric sandwich structure provides great potential towards low power negative capacitance devices.     

Effect of buffer layers on the property of Pb(Zr,Ti)O3-Pb(Mn,W,Sb,Nb)O3 thin films grown by pulsed laser deposition

New ferroelectric Pb(Zr,Ti)O₃-Pb(Mn,W,Sb,Nb)O₃ (PZT-PMWSN) thin film has been deposited on a Pt/Ti/SiO₂/Si substrate by pulsed laser deposition. Buffer layer was adopted between film and substrate to improve the ferroelectric properties of PZT-PMWSN films. Effect of a Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ (PZT) and (Pb_0.72La_0.28)Ti_0.93O₃ (PLT) buffer layers on the stabilization of perovskite phase and the suppression of pyrochlore phase has been examined. Role of buffer layers was investigated depending on different types of buffer layer and thickness. The PZT-PMWSN thin films with buffer layer have higher remnant polarization and switching polarization values by suppressing pyrochlore phase formation. The remnant polarization, saturation polarization, coercive field and relative dielectric constant of 10-nm-thick PLT buffered PZT-PMWSN thin film with no pyrochlore phase were observed to be about 18.523 μC/cm², 47.538 μC/cm², 63.901 kV/cm and 854, respectively.     

ZrO2涂层热性质的弧光光热分析技术和有限差分热流模型研究

应量汞弧光灯作加热光源的背表面检测光热技术和有限差分热流模型研究了ＺｒＯ₂涂层的热导和热扩散率。其值分别为：ｋ＝０．００６９Ｊ／ｃｍ·Ｋ·ｓ和α＝０．００２８ｃｍ²／ｓ．结果表明对于带涂层的多层系统的光热检测，有限差分热流模型法是一个有效的数据处理方法。 关键词：