CCTO高介電薄膜的制備及其介電性能研究.pdf

1、本文通過高分子輔助沉積法，在銅、金和鉑等金屬基底以及鋁酸鑭單晶基底上嘗試制備CaCu3Ti4O12(CCTO)薄膜，通過對(duì)制備工藝的不斷調(diào)整與優(yōu)化，分別制備出了成膜均勻、質(zhì)量較高的多晶和外延CCTO薄膜，對(duì)薄膜進(jìn)行介電性能測(cè)試，結(jié)果表明制得的CCTO薄膜的介電常數(shù)較大，而介電損耗也非常大，直接阻礙了高介電材料CCTO在電子器件中的應(yīng)用，為更準(zhǔn)確探究CCTO內(nèi)部介電損耗的本質(zhì)，本文主要探尋兩種有效的方法可以降低損耗：
　　1，在一定

2、的高壓范圍，高純氧條件下，通過高分子輔助沉積法制備CCTO薄膜。通過控制一定壓強(qiáng)的純氧，可大幅減少微觀結(jié)構(gòu)內(nèi)的氧空位缺陷，繼而降低其介電損耗，但壓強(qiáng)大過固定閾值時(shí)，薄膜與基片間存在的晶格失配、熱膨脹不匹配，以及氣壓壓強(qiáng)等因素，將導(dǎo)致晶胞體積發(fā)生較大改變，繼而引發(fā)一系列的位錯(cuò)、缺陷、疇界和晶格畸變，這些變化又會(huì)引發(fā)新的空間電荷，使低頻段的介電損耗驟增。當(dāng)高壓處于0.35~0.75Mpa，氣氛為高純氧(99.999％)時(shí)，在單晶基底LaAl

3、O3(LAO)(001)上制備得到的CCTO的介電損耗為0.002~0.01(10-100kHz)，當(dāng)氣壓為0.55Mpa時(shí)，介電損耗最低，損耗角正切值tanδ≈0.002(10-100kHz)。
　　2，通過對(duì)CCTO薄膜進(jìn)行鋯摻雜，高壓下?lián)诫s燒結(jié)，薄膜的介電損耗先增大后減小。常壓下?lián)诫s燒結(jié)，CCTO的介電損耗先減小后增大。不同氣壓和不同摻雜量，Zr離子堆積的主要位置也不相同，一部分進(jìn)入晶界，阻礙自由電子移動(dòng)，減小漏電流，增大了