La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出Bi4Ti3O12和Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜,研究了La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响,发现La掺杂没有改变Bi4Ti3O12薄膜的基本晶体结构,并且提高了Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能,对La掺杂改善Bi4Ti3O12铁电薄膜性能的机理进行了讨论.     

[(SrTiO3)n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m]20/LaAlO3超晶格的制备及其激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积(PLD)镀膜技术在倾斜10°的LaAlO3(100)单晶衬底上制备了(SrTiO3)n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m系列超晶格.在超晶格薄膜的XRD图谱中清楚地观察到周期调制的卫星峰结构.从卫星峰的分布计算了超周期,进而得到了在生长SrTiO3和SrTi0.8Nb0.2O3时的沉积速率,分别为0.78 /pulse和0.57 /pulse.在超晶格薄膜中发现了激光感生热电电压(LITV)效应,说明这种人造原子层热电堆结构具有Seebeck系数各向异性.研究发现,在SrTiO3介电层厚度n=46.8 nm,SrTi0.8Nb0.2O3导电层厚度m=19.0 nm时LITV信号的平均峰值电压最大U -P=0.7 V/mJ·mm,n=46.8 nm,m=11.4 nm时LITV信号的平均响应时间最小τ -=124 ns.     

氧压对SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜晶格参数的影响及激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积技术制备了SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜.X射线衍射分析表明在LaAlO3(100)单晶平衬底上生长的SrTiO3及SrNb0.2Ti0.8O3薄膜是沿[001]取向的近外延生长.随着氧压在一定范围内逐渐增大,SrTiO3薄膜的晶格参数减小,而SrNb0.2Ti0.8O3薄膜的晶格参数先减小后增大.同时摸索出制备具有二维电子气超晶格(SrTiO3/SrNb0.2Ti0.8O3).的最佳氧压为1.0×10-2Pa.另外在LaAlO3(100)倾斜衬底上制备的SrNb0.2Ti0.8O3薄膜中观察到激光感生热电电压效应.     

Fe/Si薄膜中相干声学声子的光激发研究

本文通过抽运-探测技术, 利用飞秒激光脉冲激发并探测了Fe/Si薄膜中的高频相干声学声子. 通过经典的阻尼谐振函数, 对声学声子的动力学行为进行了拟合. 实验及拟合结果表明, 该声学声子的共振频率约为0.25 THz, 其退相时间约为12 ps, 且都与激发光的波长和能量密度无关. 声学声子的振幅随着激发光能量密度的增加而线性地增强. 临界参数12_τe-ph/T约为0.6, 表明相干声学声子的驱动力主要来源于电子热应力的贡献. 最后, 结合薄膜的厚度和质量密度, 可以得到室温下垂直于该Fe/Si薄膜表面(out of plane) 的弹性常数C_⊥约为283 GPa.     

SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜. 研究了SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi4Ti3O12薄膜易于沿c轴择优生长,并有利于SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合薄膜的生长.合理的SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比能获得较好的铁电性能和优良的抗疲劳特性,SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12厚度配比为1∶3的复合薄膜的剩余极化强度和矫顽电场分别为8.1 μC/cm2 和 130 kV/cm,其无疲劳极化开关次数达1011以上.     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4复合薄膜 电学、磁学性能的研究

利用射频磁控溅射技术在LaNiO3/SiO2/Si基底上制备了Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4和Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3/CoFe2O4/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3两种复合薄膜.我们采取了三种退火条件对复合薄膜进行退火处理,研究两种复合薄膜的晶体结构、电学和磁学性能.通过对两种复合薄膜的结构的分析,发现两步法退火后得到复合薄膜同时存在纯钙钛矿相和尖晶石相两种结构.铁电性能测试表明:两种复合薄膜均具有较好的铁电性能,其中三层复合薄膜的剩余极化强度Pr最大可以达到14.9 μC/cm2,这要归因于多层复合薄膜内部的应力-应变效应和界面耦合效应.在电场强度为80kV/cm的漏电流密度数量级仅10-5A/cm2,其导电机制在高电场区满足Schottky机制.介频性能测试表明:复合薄膜的介频特性较差,双层复合薄膜的介电性能较好,其介电常数εr为1078,其介电损耗tgδ较大,约为0.43.此外,对复合薄膜的磁滞回线测试表明:两种复合薄膜中均存在磁学性能,且双层结构复合薄膜的铁磁性能较大,其饱和磁化强度Ms为119 emu/cm3,剩余磁化强度Mr达到31.6 emu/cm3,矫顽场Hc为1360 Oe. 以上测试结果表明,铁电有序和磁有序可以存在于钙钛矿-尖晶石结构当中,通过多层复合和合适退火方式可以增强其铁电和介电性能.     

La,V共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能测试

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺在Pt/TiO2/SiO2/p-Si(100)衬底上制备出Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25La0.75Ti2.97V0.03O12(BLTV)铁电薄膜,研究了La,V共掺杂对BIT薄膜的晶体结构和电学性能的影响.BIT薄膜为c轴择优取向,BLTV薄膜为随机取向,拉曼光谱分析表明V掺杂降低了TiO6(或VO6)八面体的对称性,也增强了Ti—O键(或V—O键)杂化.BLTV薄膜的剩余极化Pr为25.4μC/cm2,远大于BIT薄膜的9.2μC/cm2,表现出良好的铁电性能.疲劳、漏电流测试显示BLTV薄膜具有优良的抗疲劳特性和漏电流特性,表明La,V共掺杂能有效地降低薄膜中的氧空位.     

(K,Na)NbO_3基无铅压电薄膜的制备与表征（英文）

我们采用脉冲激光沉积法,在SrTiO3(001)衬底上以La0.7Sr0.3MnO3作为底电极,制备得单相的0.95(Na0.49K0.49Li0.02)(Nb0.8Ta0.2)-0.05CaZrO3外延薄膜.采用X射线衍射、X射线光电子能谱,电滞回线和介电常数测试分别表征了LKNNT-CZ薄膜的微观结构、表面元素价态和铁电/介电性能.结果表明:(1)制备得到的LKNNT-CZ薄膜的元素组成与靶材相同;(2)在4伏到10伏内均可以获得线型良好且饱和的电滞回线,当驱动电压为10V时,薄膜的剩余极化达到12.4μC/cm2,矫顽电场为102.3kV/cm;(3)薄膜在1kHz频率下的介电常数高达1185.     

Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究

采用Sol-Gel工艺低温制备了Si基Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、介电特性与铁电性能的影响.500℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜未能充分晶化,晶粒细小且有非晶团聚,介电与铁电性能均较差.高于550℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜表面平整无裂纹,晶粒均匀,无焦碌石相或其他杂相,薄膜为多晶生长,具有较好的介电与铁电性能,4V电压下的漏电流密度低于2×10-8A/cm2.随退火温度升高,晶化程度的提升和晶粒尺寸的增大使薄膜的剩余极化增大而矫顽电场降低.600℃退火处理的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜显示了优于Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能,其剩余极化Pr和矫顽电场Ec分别达到17.5μC/cm2和102kV/cm.     

化学溶液法制备的Bi3.25La0.75Ti3 O12和Bi3.25Ndo.75 Ti3 O12薄膜的光学特性

采用化学溶液方法在(111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)和Bi3.25Nd0.75Ti3O12(BNT)薄膜.x射线衍射测试表明,两种薄膜都为单一的层状钙钛矿结构.扫描电子显微镜分析显示,BNT薄膜由大而均匀的棒状晶粒组成,BLT薄膜的组成晶粒则较小.采用紫外-近红外椭圆偏振光谱仪测试了200-1700nm波长范围的椭圆偏振光谱,拟合得到薄膜的光学常数(折射率和消光系数)和厚度,确定BLT和BNT薄膜的禁带宽度分别为4.30和3.61eV,并采用单电子振子模型分析了薄膜在带间跃迁区的折射率色散关系.     

钴基掺杂氧化物结构特征的研究

利用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备出了一系列La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品.xRD结果显示,在La0.8Sr0.2Co1-xFexO3系列样品中,未掺杂的La0.8Sr0.2CoO3样品具有很好的单相结构,并且衍射峰没有发生劈裂;而Fe掺杂的La0.8Sr0.2CoO3样品中几乎每个衍射峰都发生了劈裂,在Fe掺杂的La0.8Sr0.2CoO3样品中可能存在两种不同的晶体结构.利用xANES研究了La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品中Co离子和Fe离子的化合价发现,Fe离子存在两种不同的化合价态,即Fe3+和Fe4+离子,在La0.8Sr0.2Co1-xFexO3样品中形成了两个不同离子的富集区,一个是由Co3+、Co4+和Fe3+等离子组成的,一个是由Fe4+和Co3+、Co4+等离子组成的,因此在Fe掺杂的La0.8Sr0.2CoO3样品中存在两种不同的晶体结构.     

氧压对SrTiO3和SrNb0.2Ti0.8O3薄膜晶格参数的影响及激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积技术制备了SrTiO₃和SrNb_0.2Ti_0.8O₃薄膜.X射线衍射分析表明在LaAlO₃(100)单晶平衬底上生长的SrTiO₃及SrNb_0.2Ti_0.8O₃薄膜是沿［001］取向的近外延生长.随着氧压在一定范围内逐渐增大,SrTiO₃薄膜的晶格参数减小,而SrNb_0.2Ti_0.8O₃薄膜的晶格参数先减小后增大.同时摸索出制备具有二维电子气超晶格(SrTiO₃/SrNb_0.2Ti_0.8O₃)_L的最佳氧压为1.0×10^-2Pa.另外在LaAlO₃(100)倾斜衬底上制备的SrNb_0.2Ti_0.8O₃薄膜中观察到激光感生热电电压效应. 关键词： 0.2Ti_0.8O₃薄膜')" href="#">SrNb_0.2Ti_0.8O₃薄膜 晶格参数 激光感生热电电压 脉冲激光沉积     

溶胶-凝胶法制备MgO/(Ba0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜及其介电和漏电特性研究

采用改进的溶胶-凝胶方法在LaNiO3/Si(100)衬底上制备了MgO/(Ba0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜.实验结果表明,MgO层的引入改变了(Ba0.8Sr0.2)TiO3的介电特性和漏电流行为,使薄膜的漏电流降低了3个数量级,但介电常数也有相应降低.漏电流的显著降低是由MgO子层的高阻特性以及微量Mg向(Ba0.8Sr0.2)TiO3晶格中扩散造成的.     

溶胶-凝胶法制备MgO/(Ba0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜及其介电和漏电特性研究

采用改进的溶胶-凝胶方法在LaNiO₃/Si(100)衬底上制备了MgO/(Ba_{0.8Sr0.2)TiO3多层薄膜.实验结果表明，MgO层的引入改变了(Ba0.8}Sr_0.2)TiO₃的介电特性和漏电流行为，使薄膜的漏电 流降低了3个数量级，但介电常数也有相应降低.漏电流的显著降低是由MgO子层的高阻特性 以及微量Mg向(Ba_0.8关键词： 0.8Sr_0.2)TiO₃多层薄膜')" href="#">MgO/(Ba_0.8Sr_0.2)TiO₃多层薄膜 漏电流 介电常 数     

立方相Na_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3和K_(1/2)Bi_(1/2)TiO_3的电子结构和结构不稳定性的第一性原理比较研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法比较研究了Na1/2Bi1/2TiO3和K1/2Bi1/2TiO3的电子结构、离子位移势能面和Γ声子等性质.结果表明,Na1/2Bi1/2TiO3和K1/2Bi1/2TiO3的电子结构很相似,价带由O 2p电子态主导并包含部分Ti 3d和Bi 6p电子态,导带低能部分由Ti 3d空轨道构成;K取代Na后其Ti—O和Bi—O键的键强略有增加.两者的离子位移势能面也很接近,O离子的偏心位移对结构不稳定性起主导作用,且K取代Na后其作用增强.Γ声子都存在3个软模,分析表明软模主要来自O6基团的振动,K取代Na后A2u软模发生硬化.     

双层锰氧化物薄膜的制备及其物理性质

用脉冲激光沉积(PLD)方法成功地制备了双层钙钛矿结构的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)单相薄膜.这种薄膜生长在具有不同晶格参数的两种衬底上.测量发现，两种衬底上生长的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)薄膜具有迥然不同的金属-绝缘体转变温度TM-I及其他物性.界面应力的研究表明这是衬底晶格常数不同引起膜内应变的结果.在衬底的压应力下，薄膜的电阻-温度曲线的峰值(TM-I)向高温移动且电阻率(ρ)下降；相反，对于衬底张应力下的薄膜，TM-I下降ρ上升.这些结果可以用双交换模型做很好的解释. 关键词： CMR 双层锰氧化物薄膜 PLD 应力     

An electron spin resonance study of Eu doping effect in La_(4/3)Sr_(5/3)Mn_2O_7 single crystal

The effect of Eu3+ion doping in the La sites of single-crystal La4/3Sr5/3Mn2O7was investigated. Electron spin resonance(ESR) was applied to La4/3Sr5/3Mn2O7and(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7single crystals. A phase separation and phase transitions were observed from the ESR spectra data. Between 350 K and 300 K, both paramagnetic resonance(PMR)and anisotropic ferromagnetic resonance(FMR) lines were observed in the ab plane and the c axis direction, suggesting a coexistence of the paramagnetic(PM) phase and the ferromagnetic(FM) phase. The magnetization measurement reveals a spin-glass-like behavior in single-crystal(La0.8Eu0.2)4/3Sr5/3Mn2O7below the temperature of spin freezing Tf(～ 29.5 K).     

Dielectric and Ferroelectric Properties of La-Doped SrBi2Nb2O9 Ceramics

Sr1-xLa2x/3Bi2Nb20O （0 ≤ x ≤0.2） ceramic samples are prepared by the solid-state reaction method. Their structure, dielectric and ferroelectric properties are investigated. The incorporation of La^3＋ improves the den- sification and decreases the grain size of the ceramics without changing the crystal structure. The remanent polarization 2PT increases with increasing La content and reaches a maximum value of 22.8μC/cm^2 at x = 0.125, which is approximately 60% larger than that of pure SrBi2Nb2O9. The Curie temperature keeps almost unchanged at a value of about 440℃. The relationship between doping and the ferroeleetrie and dielectric properties are discussed.     

化学溶液法制备的Bi3.25La0.75Ti3O12和Bi3.25Nd0.75Ti3O12薄膜的光学特性

采用化学溶液方法在(111)Pt／Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)和Bi3.25Nd0.75Ti3O12(BNT)薄膜．x射线衍射测试表明，两种薄膜都为单一的层状钙钛矿结构．扫描电子显微镜分析显示，BNT薄膜由大而均匀的棒状晶粒组成，BLT薄膜的组成晶粒则较小．采用紫外一近红外椭圆偏振光谱仪测试了200-100nm波长范围的椭圆偏振光谱，拟合得到薄膜的光学常数(折射率和消光系数)和厚度，确定BLT薄膜的禁带宽度分别为4．30和3．61eV，并采用单电子振子模型分析了薄膜在带间跃迁区的折射率色散关系．     

脉冲激光沉积制备YBa2Cu3O7-δ/Nb-doped SrTiO3双层结

超导体/半导体结(Superconductor/semiconductor p-n junction)在制备场效应管,晶体管方面具有巨大的潜力.本文通过脉冲激光沉积的方法,使用Nb掺杂的(100)方向SrTiO3作为薄膜衬底,沉积了厚度约为350nm c轴取向的YBa2Cu3O7-δ薄膜,从而得到YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3双层结.R～T曲线,以及XRD曲线显示YBa2Cu3O7-δ薄膜具有良好的超导电性和晶体结构,在零磁场不同温度下测量得电流-电压曲线显示YBa2Cu3O7-δ/Nb:SrTiO3构成的超导体/半导体双层结在小于YBa2Cu3O7-δ临界转变温度Tc时具有p-n结整流特性,当大于YBa2Cu3O7-δ超导转变温度时,呈现出非典型肖特基结的特性.