STO薄膜非線性介電性質(zhì)研究.pdf

1、SrTiO<,3>(簡稱STO)在低溫下具有較強的非線性介電性質(zhì),與HTSC集成可研制成各種高品質(zhì)、低溫下工作的壓控微波器.為此,必須首先系統(tǒng)研究STO薄膜的介電性質(zhì)與生長工藝、微觀結(jié)構(gòu)的關系.該論文采用脈沖激光沉積技術(PLD)制備STO薄膜,系統(tǒng)研究了沉積溫度、氧分壓、激光能量密度和脈沖頻率等工藝參數(shù)對STO薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響,優(yōu)化了STO薄膜的生長工藝,制備了高質(zhì)量的單晶STO薄膜.在77K,1OKHz下,薄膜的介電損耗tg δ僅

2、為5‰;在1000KV/cm電場作用下,介電常數(shù)的相對變化達76.94％,達到了壓控微波器件研制對材料性能的要求.在工藝參數(shù)優(yōu)化的基礎上,該論文還系統(tǒng)研究了STO薄膜介電性質(zhì)與微觀結(jié)構(gòu)的關系,重點討論了界面平整度、氧空位、退火和應力對STO薄膜電性能的影響.實驗表明:STO薄膜與電極薄膜間的界面越平整,介質(zhì)薄膜的可調(diào)率和耐壓性越高;提高沉積過程的氧分壓可以填補STO薄膜的氧空位,進而降低漏電流;退火可以顯著改善薄膜的結(jié)晶取向,并提高ST