Optimized growth and dielectric properties of barium titanate thin films on polycrystalline Ni foils

Barium titanate(BTO) thin films were deposited on polycrystalline Ni foils by using the polymer assisted deposition(PAD) technique.The growth conditions including ambient and annealing temperatures were carefully optimized based on thermal dynamic analysis to control the oxidation processing and interdiffusion.Crystal structures,surface morphologies,and dielectric performance were examined and compared for BTO thin films annealed under different temperatures.Correlations between the fabrication conditions,microstructures,and dielectric properties were discussed.BTO thin films fabricated under the optimized conditions show good crystalline structure and promising dielectric properties with εr～ 400 and tan δ < 0.025 at 100 kHz.The data demonstrate that BTO films grown on polycrystalline Ni substrates by PAD are promising in device applications.     

PT/PZT/PT铁电薄膜的铁电畴和畴壁

用sol-gel法制备出了具有良好铁电性、纯钙钛矿结构的PbTiO₃/Pb(Zr_0.3Ti_0.7)O₃/PbTiO₃(PT/PZT/PT)新型夹心结构铁电薄膜.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式获得了薄膜铁电畴的垂直于膜平面方向(OPP)、膜平面内(IPP)及OPP的相位和幅度图像，结合理论分析指出薄膜的电畴主要由c畴和偏离垂直于膜平面方向上的c畴构成，薄膜取向的复杂性导致了复杂的畴结构.对于［111］取向的薄膜，当偏离垂直于膜平面方向上的c畴在垂直膜平面方向和面内方向都相反时构成180°的畴壁，在垂直膜平面方向上相同、面内方向相反或由垂直膜平面方向上相反、面内方向相同时构成90°畴壁. 关键词： 铁电薄膜 PT/PZT/PT 电畴和畴壁 扫描力显微镜(SFM)     

离子注入剥离铌酸锂单晶薄膜的Ar+刻蚀研究

通过高能离子注入剥离制备的铌酸锂(LNO)单晶薄膜具备优良的电光、声光等性能,在射频器件、光波导等领域需求迫切。高能离子注入使LNO单晶薄膜表面存在损伤层,导致薄膜质量和器件性能的衰减。该文提出了Ar+刻蚀去除LNO单晶薄膜损伤层的方法,基于高能离子注入仿真,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜分析了刻蚀参数对刻蚀速率、表面形貌的影响,并确定了LNO薄膜损伤层的刻蚀工艺参数。X线衍射分析表明,通过Ar+刻蚀将LNO薄膜摇摆曲线半高宽减至接近注入前LNO单晶材料,压电力显微镜测试表明去除损伤层后的LNO单晶薄膜具备更一致的压电响应。     

多层陶瓷电容器流延瓷膜的原子力显微镜分析

电介质资料流延膜的制作是生产多层陶瓷电容器（MLC）的关键工序，流延膜的平整度，致密性，表面形貌等是影响MLC的性能和可靠性的关键因素之一。原子力显微镜（AFM）可不经导电处理直接观察电介质瓷膜的表面微结构。AFM作为表面形貌观察手段，一般被用来分析晶粒尺寸小和表面平整的样品，一般被用来分析晶粒尺寸小和表面平整的样品，对于大晶粒和粗糙表面的成像质量并不理想。在我们以前粗糙表面的AFM成像研究的基础上，     

利用MFM研究薄膜厚度对Co60Fe20B20薄膜磁畴结构的影响

本文利用磁力显微镜(MFM)主要研究了由磁控溅射法制备的Co60Fe20B20软磁薄膜的厚度变化(2.5nm～400nm)对薄膜磁畴结构的影响.在室温下观察到垂直各向异性随薄膜厚度的增大而增大.从薄膜的表面形貌像观察到在溅射过程中薄膜温度随薄膜厚度增大而升高.当薄膜厚度小于20nm时,磁畴尺寸随薄膜厚度的增大而增大;当薄膜厚度大于20nm时,磁畴尺寸随薄膜厚度的增大而减小;厚度在20nm附近时,畴壁尺寸达到一个最小值.     

金属-氧化物-半导体结构电容-电压特性的扫描非线性介电显微镜表征

扫描非线性介电显微镜(SNDM)利用非线性介电效应检测电容的变化情况,分辨率达到亚纳米量级,精度达到10-22F,主要应用于材料微区的电性能研究,目前以这项技术进行的研究主要集中在铁电材料和半导体材料方面,相关的报道也较少.本研究用扫描非线性介电显微镜对集成电路中具有n型与p型掺杂的60μm×60 μm区域进行二维表征,得到定点非线性电容与电压的关系曲线,并由积分得到对应的电容电压特性曲线,认为界面陷阱的作用是金属-氧化物-半导体非线性电容-电压特性曲线突变的影响因素.     

不同晶化工艺对非晶PZT纳米薄膜形核取向生长机理的影响

射频磁控溅射法室温下在Pt/Ti/SiO2/Si上制备非晶Pb(Zr048Ti052)O3薄膜，非晶PZT薄膜分别经常规炉退火(CFA)处理和快速热退火(RTA)处理晶化为（100），（111）不同择优取向的多晶薄膜. 采用x射线衍射测定了薄膜相组分、择优取向度；用原子力显微镜和压电响应力显微镜观察了薄膜表面形貌，以及对应区域由自发极化形成的铁电畴像，观察了不同取向薄膜的电畴分布特征. 结果表明，RTA晶化过程钙钛矿结构PZT结晶主要以PZT/Pt界面处的PtPb化合物为成核点异质形核并类似外延的结晶生长，沿界面结晶速率远大于垂直膜面结晶速率，而CFA晶化样品成核发生在膜内杂质缺陷处，以同质成核为主. 不同的成核机理导致了不同晶面择优取向生长. 关键词： PZT薄膜 结晶 形核 力显微技术