稀土元素Er掺杂AlN的压电性能

采用第一性原理密度泛函理论法研究了纤锌矿结构AlN中掺杂不同含量Er后的晶体结构和压电性能。计算结果表明,随着掺杂Er原子数比x由0增加到25%,ErxAl1-xN晶体的晶胞参数、晶胞体积和键长显著增大,压电性能得到提升。当x=25%时,ErxAl1-xN体系的压电常数d33为8.67 pC/N,比纯AlN提高了795%,为未来AlN压电薄膜材料研究领域提供了更多可选材料。     

温度对ErAlN薄膜晶体结构和电学性能的影响

采用射频反应磁控溅射在蓝宝石(0001)衬底上沉积生长了掺杂Er的AlN薄膜。利用X线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪对不同衬底温度下制备薄膜的晶体结构和电学性能进行了分析表征。结果表明,随着温度的增加,晶体取向和表面粗糙度愈来愈好,当温度继续上升时,晶体取向和表面粗糙度质量开始变差;电阻率和漏电流随着温度的增加性能先变优后下降。在衬底温度为200℃时,薄膜结构和电学性能最佳。