鈣鈦礦結構多鐵性薄膜制備及性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代電子信息技術的迅速發(fā)展，小型化、薄膜化、多功能化成為新型光、機、磁、電器件的發(fā)展趨勢，單一性能的材料越來越難以滿足要求，具有多重性能的多鐵性材料成為當前研究熱點。
　　本文采用脈沖激光沉積(PLD)和溶膠-凝膠(Sol-Gel)的制備方法分別制備出了鈣鈦礦結構的層狀多鐵性異質結和單相多鐵性鐵酸鉍薄膜。針對多鐵性異質結薄膜，重點研究了表面形貌、晶體結構、外延特性、電學和磁學性能，以及外加極化電場和外加磁場對異質結磁電性能的影

2、響規(guī)律，并分析了其磁電耦合效應；針對鐵酸鉍薄膜，重點研究了退火溫度、退火時間、偏壓和光照等對其漏電行為的影響規(guī)律，分析了漏電的物理機制并提出了控制漏電流的方法。本文的主要研究內容和研究結果如下：
　　(1)采用PLD工藝，在(001)的鈦酸鍶(SrTiO3, STO)單晶基片上成功外延了鑭鍶錳氧(La0.7Sr0.3MnO3, LSMO)、鑭鈣錳氧(La0.7Ca0.3MnO3, LCMO)等鐵磁單晶薄膜以及鋯鈦酸鉛陶瓷(Pb0.

3、52Zr0.48TiO3，PZT)、鈦酸鋇(BaTiO3，BTO)鐵電單晶薄膜；在此基礎上，制備了不同結構的多鐵性異質結薄膜，其中，PZT/LSMO鐵電/鐵磁異質結薄膜與STO具有良好的外延特性，其磁電性能研究結果表明：外加極化電場對異質結中LSMO層的電子輸運性能影響非常顯著，即使在0.4 V極化電壓下，LSMO薄膜在90 K的電阻變化高達45.5％；而外加極化電場對LSMO層的磁學性能影響較??；外加磁場對PZT層的極化特性也有顯著的

4、影響。
　　(2)采用Sol-Gel在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制備了多鐵性的BiFeO3(BFO)多晶薄膜，通過導電原子力顯微鏡(C-AFM)和I-V特性研究了多晶薄膜的漏電行為。研究結果表明：隨著退火時間增加和退火溫度的升高，BFO薄膜從非晶態(tài)逐漸變?yōu)槎嗑B(tài)，在晶界附近出現(xiàn)電荷輸運通道；非晶BFO層是抑制電荷輸運的良好的阻擋層從而減小漏電流，有非晶層的樣品比沒有的樣品的漏電流要小兩個數(shù)量級；原位電荷輸運通道主要集中在晶界