鐵電薄膜的極化疲勞機理研究.pdf

1、鐵電薄膜存儲器具有高存取速度、高密度、抗輻射和不揮發(fā)等特點，引起了人們廣泛的研究興趣。應用于非揮發(fā)性存儲器的鐵電薄膜必須滿足極化反轉多次(≥10 12)而不發(fā)生存儲單元失效的要求。鐵電薄膜的極化疲勞是導致存儲單元失效的最重要的因素之一，人們進行了大量的研究來探尋極化疲勞的機理，然而至今仍沒有一個令人滿意的物理模型。
　　 本文通過總結分析鐵電薄膜極化疲勞的典型實驗現象和已有的各種解釋，提煉出極化疲勞的微觀物理圖像，建立合理的極化

2、疲勞模型。研究了PZT 鐵電薄膜的極化疲勞機制。鐵電薄膜的極化疲勞是一個多種因素共同參與的復雜過程，而以往的模型大多只考慮一種因素主導而忽略了其他的因素。本文在綜合考慮氧空位向界面層的躍遷匯聚、電子注入還原高價陽離子產生新的氧空位以及局部相分解(LPD，Local phase decomposition)三種因素的基礎上得出了極化疲勞過程的基本物理圖像，認為鐵電薄膜與電極界面附近氧空位濃度的增加和LPD是相互促進的。將電荷注入以及LPD

3、 理論引入到Dawber-Scott模型中，建立了一個綜合考慮多種因素的解析形式的PZT薄膜極化疲勞模型。結合新建立的綜合模型討論了低介電常數界面層在疲勞過程中的作用，認為界面層對疲勞的產生起關鍵作用。運用該模型分析了不同松弛時間、電壓、頻率以及溫度下的疲勞特性。在與已報道的實驗結果進行對比后發(fā)現，模型計算結果與實驗數據具有很好的一致性。研究了鉍層類鈣鈦礦結構鐵電薄膜的極化疲勞問題。本文從兩種材料晶體結構的差異出發(fā)，總結了Bi2O2 2