TiO-,2-過(guò)渡層對(duì)PST和BNT鐵電薄膜結(jié)構(gòu)和電學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、本文選取TiO<,2>薄膜作為過(guò)渡層，采用溶膠．凝膠(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO<,2>/Si基底上制備了不同厚度(5nm、10 nm和20 nm)的TiO<,2>薄膜，研究其對(duì)PST(Pb<,1-x>Sr<,x>TiO<,3>，x=0.4、0.6)和BNT(Bi<,3.54>Nd<,0.46>Ti<,3>O<,12>)兩種鐵電薄膜微觀結(jié)構(gòu)及電學(xué)性質(zhì)的影響。 首先研究TiO<,2>過(guò)渡層對(duì)PST薄膜的影響。分析表明結(jié)

2、晶的TiO<,2>過(guò)渡層(退火溫度為650℃)對(duì)不同組分的PST薄膜均有影響，不僅在晶格結(jié)構(gòu)上使PST薄膜由混合取向轉(zhuǎn)變?yōu)?100)擇優(yōu)取向，并且改善了薄膜的表面平整度。薄膜的介電常數(shù)及其直流電壓．電容可調(diào)諧性增加，同時(shí)薄膜的介電損耗及漏電流密度減小了。這主要是由于結(jié)晶的TiO<,2>過(guò)渡層與Pt(111)有較好的晶格匹配，從而降低了PST薄膜晶粒成核所需的能量，提高了其成核密度，使薄膜更為致密平滑，從而使薄膜的電學(xué)性質(zhì)得到改善。對(duì)于不

3、同厚度(0-20nm)的TiO<,2>過(guò)渡層，詳細(xì)分析了其對(duì)PST60薄膜電學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明對(duì)于PST薄膜，5 nm厚的過(guò)渡層效果最明顯。 另外研究了結(jié)晶的TiO<,2>過(guò)渡層對(duì)BNT鐵電薄膜的影響。結(jié)果表明，TiO<,2>過(guò)渡層對(duì)BNT薄膜的微觀結(jié)構(gòu)也能起到改善作用。在Pt基底與BNT薄膜間加入過(guò)渡層后，薄膜由混合取向轉(zhuǎn)變?yōu)?117)擇優(yōu)取向，結(jié)晶顆粒變得小而致密，薄膜表面變得更為均一、平整。在電學(xué)性質(zhì)方面，加入TiO<