集成铁电学与铁电集成薄膜

介绍了集成铁电学的基本概念，评述了当前集成铁电材料与器件研究中的主要问题，概略叙述了作者提出的铁电集成薄膜及其在多功能器件和灵巧器件上的应用。     

新型铁电存贮器和铁电薄膜的脉冲激光沉积

结合自己的工作，介绍了目前国际上新型功能材料与器件研究的热点之一－铁电集成和铁电存贮器的研究开发；报道了用脉冲激光沉积这种新型成膜技术制备铁电ＰＺＴ薄膜的些实验结果。     

铁电薄膜的多外场调控

铁电薄膜在非易失随机存储器、压电器件、热释电器件和电光器件中有着广泛的应用。由于极化—晶格—电荷自由度的强烈耦合,铁电薄膜的特性不仅可以被电场调控,也可以被多种其他外场调控。文章分别阐述了电场、力场和光场对铁电薄膜极化和导电特性的调控作用及物理机制,并展示了电驱动、机械驱动和光驱动等新型铁电器件的应用潜力。多种外场的调控作用可以突破传统电场调控在电路接入和击穿、漏电等失效行为方面的限制,为铁电器件的设计提供新思路。     

存储器用铁电薄膜及电极材料的研究

铁电体独特的自发电极化双稳性质和非线性光学性质使其在光电子器件中得到广泛应用．为了实现器件的小型化和与微电子、光电子工艺兼容，铁电薄膜已成为一个研究热点．自发电极化的大小和取向以及外电场、缺陷和铁电薄膜／电极界面与自发电极化的交互作用决定了铁电薄膜的性质和服役行为．文章以铁电存储器和光电子器件应用为背景，选择了具有重大应用前景的Bi4-xLaxTi3O12（BLT）、SrBi2Ta2O9（SBT）、PbZrxTi1-xO3（PET）和LiNbO3（LN）铁电薄膜以及相关的La（Sr，Co）O3（LSCO）和LaNiO3（LNO）等电极材料为研究对象，研究了缺陷电荷和电畴的交互作用和它们在交变外电场中的动力学行为，探明了铁电薄膜疲劳现象的物理本质；从晶格结构与缺陷的观察研究入手，探索了材料铁电性质的起源和优化材料铁电性质的途径；从铁电薄膜／电极界面结构与性质的研究入手，寻找更有效、更稳定的电极材料与结构，从而为器件应用打下了基础；在研究外电场对铁电薄膜生长机制影响的基础上，找到了利用外电场调控铁电薄膜结构的新途径，发展了新的、与半导体器件和光电子器件工艺兼容的制膜方法．     

铁电薄膜存贮器及其疲劳机制的研究和进展

主要讨论了铁电薄膜用于研制铁电存贮器的进展情况，探讨了目前围绕电级，空间电荷，畴钉扎，应力和微结构等几个方面对铁电薄膜贮存器疲劳特性的影响，论述了铁电薄膜存贮器的研究现状和存在的一些问题。     

薄膜物理及其应用讲座：第七讲 铁电薄膜神经元器件

在分析大脑神经元细胞的工作原理基础上，得出了在人工神经网络中的神经元器件应具有的特点，并介绍了硅基铁电薄膜神经元器件的模型及原理，该器件利用铁电薄膜具有随外加脉冲电压而改变的自极化状态，来调制半导体表面的电阻，以达到不同状态输出的目的。     

铁电薄膜、多层膜及异质结构研究

综述了铁电薄膜,多层膜和异质结构研究的新进展,分析了铁电薄膜不同制备方法的优缺点,重点介绍了铁电薄膜在铁电存储器,微电子机械系统及热释电红外探测器方面的应用,指出了目前铁电薄膜及器件设计研究需要重点解决一些问题。     

HfO2基铁电薄膜的结构、性能调控及典型器件应用

大数据、物联网和人工智能的快速发展对存储芯片、逻辑芯片和其他电子元器件的性能提出了越来越高的要求.本文介绍了HfO₂基铁电薄膜的铁电性起源,通过掺杂元素改变晶体结构的对称性或引入适量的氧空位来降低相转变的能垒可以增强HfO₂基薄膜的铁电性,在衬底和电极之间引入应力、减小薄膜厚度、构建纳米层结构和降低退火温度等方法也可以稳定铁电相.与钙钛矿氧化物铁电薄膜相比, HfO₂基铁电薄膜具有与现有半导体工艺兼容性更强和在纳米级厚度下铁电性强等优点.铁电存储器件理论上可以达到闪存的存储密度,读写次数超过10¹⁰次,同时具有读写速度快、低操作电压和低功耗等优点.此外,还总结了HfO₂基薄膜在负电容晶体管、铁电隧道结、神经形态计算和反铁电储能等方面的主要研究成果.最后,讨论了HfO₂基铁电薄膜器件当前面临的挑战和未来的机遇.     

柔性无机铁电薄膜的制备及其应用

无机铁电薄膜材料有着优异的电、光特性,被广泛应用于介电、信息存储、压电、光电等领域.然而,基于单晶刚性基底和高温、含氧的合成环境的传统制备工艺,大大限制了其在柔性电子器件中的应用.实现无机铁电薄膜材料的柔性化可以将这些材料的性能优势进一步应用到可穿戴电子器件中,是下一代可穿戴电子器件领域的重要发展方向.本文综述了无机钙钛矿结构铁电薄膜的柔性化制备工艺,包括直接在柔性基底上生长和将铁电薄膜从刚性基底上剥离、转印到柔性基底两类.并介绍了柔性无机铁电薄膜的应用,对其研究现状及未来发展进行了总结与展望.     

应力对铋系铁电薄膜性能影响的研究进展

应力普遍存在于铁电薄膜中，是影响薄膜性能和薄膜电子器件可靠性的一个重要参数。本文系统介绍了本小组近年来所进行的应力对铋系铁电薄膜（Bi3.25La0.75Ti3O12，Bi3.15Nd0.85Ti3O12和SrBi2Ta2O9）的铁电性能及与铁电存储有关的开关、疲劳性能等影响的研究。结果表明：张应力有利于增大薄膜的剩余极化和开关电荷量，而压应力却使得两者都降低。还发现：应力对薄膜的开关时间、矫顽场、疲劳性能等都有影响。其结果都与“应力作用下薄膜内铁电畴的重新取向”有关。     

铁电薄膜的制备，表征和应用

概括介绍了铁电薄膜的发展过程，分析了不同制备方法的优缺点，指出在制备中需要考虑的主要问题，给出了铁电薄膜基本参数、 物化结构性能、物理性质等的表征方法，讨论了铁电薄膜在热释电探测、光开关、随机存取存储器等方面的应用，最后简单介绍了我国有关单位铁电薄膜的研究情况。     

铁电薄膜底电极对薄膜结构与电性能的影响

研究了电极材料（Ｐｔ／Ｔｉ）对铁电ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷薄膜结构和性能的影响．认为在Ｐｔ层厚度一定时，Ｔｉ层的厚度对铁电薄膜的结构和性能有显著影响．当Ｔｉ层过厚或过薄时，铁电薄膜的结构较差；而当Ｔｉ层的厚度适中时，则铁电薄膜的显向下微结构均匀，电性能较好，典型的剩余极化强度和矫顽场分别为２７．８μＣ·ｃｍ^-2和６５．１ｋＶ·ｃｍ^-1． 关键词：     

铁电存储技术

简要说明了铁电随机存储器的工作原理及特点，详细阐述了阻碍铁电存储技术发展的技术难点，重点讨论了铁电薄膜材料的疲劳机理，并对铁电存储器的发展作了展望。     

铁电薄膜铁电性能与温度关系的一种实时测量实验方法

介绍了一种实时测量铁电薄膜的铁电性能与温度关系的实验方法,为进一步研究铁电薄膜的特性提供了实验基础。     

应力对铋系铁电薄膜性能影响的研究进展

应力普遍存在于铁电薄膜中,是影响薄膜性能和薄膜电子器件可靠性的一个重要参数.本文系统介绍了本小组近年来所进行的应力对铋系铁电薄膜(Bi3.25La0.75Ti3O12,Bi3.15Nd0.85Ti3O12 和SrBi2Ta2O9)的铁电性能及与铁电存储有关的开关、疲劳性能等影响的研究.结果表明:张应力有利于增大薄膜的剩余极化和开关电荷量,而压应力却使得两者都降低.还发现:应力对薄膜的开关时间、矫顽场、疲劳性能等都有影响.其结果都与“应力作用下薄膜内铁电畴的重新取向“有关.     

锆酸铅基反铁电薄膜研究现状与展望

距离发现反铁电已有70多年的历史,其独特的电场诱导相变行为使其在储能、换能器、驱动器、电卡制冷、负电容晶体管、热管理等领域显示出了巨大的应用价值.随着薄膜生长技术的发展及器件小型化、集成化趋势的需求,反铁电薄膜受到越来越多的关注.大量研究表明,反铁电从块体到薄膜显现出与块体不同的新奇物性,同时也面临更多挑战,如尺寸效应使得其反铁电特性在临界厚度下减弱甚至消失等.在此基础上,回顾了锆酸铅基反铁电研究的发展历史,从反铁电的起源、结构、相变到应用等方面进行了讨论.希望能够吸引更多的研究者关注反铁电薄膜的发展,探索未知的奥秘,共同开发更多的新材料和新应用.     

我国铁电薄膜物理学与集成铁电学若干重要问题的研究建议（提纲）

我国铁电薄膜物理学与集成铁电学若干重要问题的研究建议（提纲）１．学术背景铁电体为一类具有自发电极化，而且其极化矢量可以在外电场作用下反转的电介质，它们同时具有压电、热释电、电光、声光、光折变、非线性光学等效应及高介电系数。作为光电功能材料，铁电体早在...     

纳米薄膜PLT的拉曼散射

纳米薄膜ＰＬＴ的拉曼散射庄志诚，张晴（上海交通大学上海２０００３０）丁爱丽，罗维根，李辉，陈先同（中国科学院上海硅酸盐研究所上海２０００５０）从Ｋａｎｚｉｇ等报导了精细颗粒的铁电材料的介电性质以来，已经多次发现铁电薄膜和超细晶粒的结构特征，物理和化学...     

稀土发光铁电薄膜的研究进展

稀土掺杂是提高光电功能材料性能的重要途径.把稀土掺杂铁电材料与稀土发光相结合,还可拓展出铁电材料的新性能,比如,选择合适的稀土元素掺入钛酸铋铁电材料,可使之在保持较好的铁电性能的同时,又显示良好的发光性能.近年来,这类在氧化物铁电材料中由于稀土离子掺杂产生光致发光特性的研究引起了人们的关注,有望研制集成发光铁电器件.本文简要介绍了稀土发光铁电材料的研究状况,重点介绍我们在稀土发光铁电薄膜方向的研究进展.我们的研究表明,稀土掺杂钛酸铋铁电薄膜同时具有较好的发光特性和铁电特性,这与其独特的成分构成和层状钙钛矿结构密切相关; Eu3+离子荧光结构探针可以为进一步研究Eu~(3+)掺杂铁电薄膜材料的结构与性能关系提供新思路;在某些铁电薄膜(如Pr离子掺杂的x(K_(1/2)Bi_(1/2))TiO_3-(1-x)(Na_(1/2)Bi_(1/2))TiO_3薄膜等)中掺入稀土离子后,稀土离子的发光可用于检测铁电薄膜中是否存在准同型相界;将ZnO纳米材料和金、银纳米颗粒与掺铕钛酸铋薄膜复合,可显著增强稀土发光.     

自支撑单晶氧化物薄膜的应用研究进展

随着柔性电子的迅猛发展,越来越多的新型智能可穿戴电子设备,逐渐改变人们的生活方式.同时,可穿戴器件小型化、柔性化、集成化、低功耗等需求不断提高,对柔性功能材料的要求越来越高,特别是亟需具有丰富功能特性的氧化物薄膜材料.近年来,随着薄膜生长与剥离技术的进步,自支撑单晶氧化物薄膜被开发出来.由于其脱离衬底束缚展现出优异柔性特征的同时,保持了丰富的磁、电、光、热、力等功能,在信息存储、智能传感、生物医疗、能源等领域具有广泛的应用前景.本文从自支撑氧化物薄膜的制备技术出发,展开介绍了基于铁电、压电、铁磁、金属-绝缘体转变等物理效应的晶体管存储器、能量收集、纳米发电机、应变传感器、储能器件及超导等方面的应用.