BST薄膜非線性特性及機(jī)理研究.pdf

1、　　本文對鈦酸鍶鋇BaxSr1-xTiO3(x=0.45～0.9)系列陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)和介電性能、膜厚均勻性控制、BST薄膜的微結(jié)構(gòu)(包括組成、晶體結(jié)構(gòu)、電疇等)和電壓非線性尺度效應(yīng)、鐵電薄膜電壓非線性模型、薄膜型介質(zhì)移相器的設(shè)計(jì)和制作等重要問題進(jìn)行了研究，取得了以下研究結(jié)果：首先，采用壓電力顯微鏡(PFM)研究了BST薄膜中電疇的類型和尺寸。不僅證實(shí)BST薄膜中存在90°鐵電疇，而且確定了BST薄膜由多疇轉(zhuǎn)變?yōu)閱萎牻Y(jié)構(gòu)的晶粒臨界尺寸(單

2、疇臨界尺寸)為31nm左右。采用理想的晶粒-晶界幾何模型，畫出鐵電陶瓷材料的等效電路，引入晶粒和晶界的大小，從而建立了鐵電陶瓷的電壓非線性模型。再采用理想二極管等效界面勢壘，得到薄膜型平板電容器等效電路，引入膜厚和界面厚度兩個(gè)尺度變量，從而建立了鐵電薄膜的電壓非線性模型。利用文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)和曲線對模型進(jìn)行驗(yàn)證，模擬得到的曲線與實(shí)驗(yàn)得到的曲線變化趨勢基本一致。采用ADS和HFSS軟件進(jìn)行仿真，設(shè)計(jì)出了分布式電容負(fù)載型鐵電薄膜介質(zhì)移相器的電路結(jié)