無鉛鐵電薄膜的抗電離輻射性能研究.pdf

1、鐵電存儲器具有高的讀寫速度、低功耗、抗輻射、非易失性以及與現(xiàn)有集成電路技術的良好兼容性,因此被認為是最有潛力的下一代存儲器。鐵電材料優(yōu)良的抗輻射性能使其特別適合應用于航天領域方面。然而目前對鐵電材料抗輻射性能的研究主要以鋯鈦酸鉛(PZT)為主,對釹摻雜鈦酸鉍Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNT)無鉛鐵電薄膜抗輻射性能的研究鮮有報道,這嚴重制約了BNT鐵電薄膜的應用。基于這一背景,本論文選擇BNT鐵電薄膜為研究對象,研究了BNT鐵

2、電薄膜的抗電離輻射能力,結果表明BNT鐵電薄膜具有良好的抗電離輻射能力。主要內容如下:
　　1.本論文以Pt/Ti/SiO2/Si結構的硅片為基底,采用溶膠-凝膠法制備了BNT鐵電薄膜,并借助X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)以及鐵電分析儀等儀器對制備的BNT鐵電薄膜的晶體微觀結構和電學性能進行了表征。結果表明,溶膠-凝膠制備的BNT鐵電薄膜具有典型的鉍層狀鈣鈦礦結構且無雜相,剩余極化強

3、度(2Pr)約為50μC/cm2,偏壓為5V時,漏電流約為5×10-5A,由此可知制備的BNT鐵電薄膜具有良好的鐵電性能。
　　2.為了研究BNT鐵電薄膜的抗電離輻射能力,本論文以高能電子和高能光子作為電離輻射源,分別以10Mrad(Si)和100Mrad(Si)為輻射總劑量對薄膜進行了輻照。對薄膜輻射前后的性能測試分析表明,經(jīng)輻射后薄膜依然具有鉍層狀鈣鈦礦結構,但其X射線衍射峰強度有所下降,這主要是由于表面晶粒度下降所致。輻射可