PZT薄膜制備、結(jié)構(gòu)與熱釋電特性測(cè)試.pdf

1、PZT薄膜因其優(yōu)良的介電、鐵電、熱釋電等性能，廣泛的應(yīng)用于微電子學(xué)、光電子學(xué)、集成光學(xué)和微電子機(jī)械系統(tǒng)等領(lǐng)域，是作為鐵電存儲(chǔ)器，紅外探測(cè)器和微型加速度計(jì)等控制部分的理想材料。由于PZT薄膜材料具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)各向異性，所以控制薄膜取向，研究結(jié)晶性能以及電學(xué)性能的提取成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，也是該材料在各種器件應(yīng)用中需要解決的問題。本文圍繞PZT薄膜的制備、性能及應(yīng)用等問題進(jìn)行研究。 本文采用溶膠-凝膠法，成功制備出鈣鈦礦型PZT52/

2、48薄膜。在制備過程中采用差熱分析方法，確定了薄膜各生長(zhǎng)階段的溫度范圍，并通過原子力顯微鏡確定了快速退火的熱處理方式。對(duì)采用不同退火溫度的薄膜進(jìn)行表面形貌和結(jié)構(gòu)性能測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在700℃退火時(shí)，薄膜結(jié)晶效果良好，沿<100>方向擇優(yōu)生長(zhǎng)，是比較理想的退火溫度。同時(shí)，通過Raman分析，得到了PZT薄膜特有的八個(gè)振動(dòng)模，而且隨著退火溫度的上升，薄膜存在三方向四方轉(zhuǎn)變的相變趨勢(shì)。本文還成功地提取了不同厚度薄膜的電性能，通過電滯回線的測(cè)試，

3、616nm厚的薄膜電滯回線矩形度最好，剩余極化值達(dá)到25μC/cm-2。介電性能的測(cè)試表明：介電常數(shù)和介電損耗均隨薄膜厚度的增加呈上升趨勢(shì)。同時(shí)研究了PZT薄膜的介電調(diào)諧性能，厚度為616nm的薄膜表現(xiàn)出最好的介電調(diào)諧性。 本文通過對(duì)PZT薄膜表面形貌、結(jié)構(gòu)特性及電學(xué)性能的測(cè)試，分析了PZT薄膜在不同退火溫度和不同厚度時(shí)的結(jié)構(gòu)、鐵電性以及介電性的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：700℃為薄膜的最佳熱處理溫度；在薄膜厚度為616nm時(shí)，具有優(yōu)