摻釹的鉍系列鐵電薄膜的制備與性能研究.pdf

1、鐵電薄膜是一類重要的功能性薄膜材料，因其具有介電性、壓電性、熱釋電性、鐵電性以及聲光效應、電光效應、光折變效應和非線性光學效應等其他重要特性，可以制備動態(tài)隨機存儲器、聲表面波器件、熱釋電探測器、鐵電隨機存儲器、移相器、聲光偏轉器等多種器件。同時隨著整機和系統(tǒng)向著小型化、輕量化的方向發(fā)展，微電子、光電子、微電子機械等提出了小型化、輕量化、集成化的要求，因此鐵電薄膜成為了目前高新技術研究的前沿和熱點之一。
　　 本文采用射頻磁控濺射

2、法成功制備了Bi0.9Nd0.1FeO3(BNFO)薄膜。XRD研究表明，生長在單晶Si(100)的BNFO薄膜呈現(xiàn)了鈣鈦礦的結構，從SEM的測試結果可以看出，所制備的BNFO薄膜是致密的、無裂縫的，而且隨著退火溫度從450℃升高到750℃，薄膜的平均晶粒尺寸越來越大，晶化也越來越好。更重要的是，在750℃退火的薄膜樣品的飽和磁化強度達到了3686emu/cm3，比其他溫度下退火的飽和磁化強度高近兩個數(shù)量級，其可能的原因是由于該樣品中的

3、Fe2+離子以及γ-Fe2O3雜質所導致的。其次，同等濺射條件下，我們選擇了Si(100)、熔融石英以及LSAT(100)做襯底分別沉積了BNFO薄膜。結果表明，在不同的襯底上，薄膜的最佳退火溫度有所變化，但用磁控濺射方法所制備的薄膜均有比較致密的晶粒結構，LSAT襯底上的BNFO薄膜晶粒較Si襯底上的要小，而熔融石英上的則出現(xiàn)了熔融的狀態(tài)。三種襯底上的BNFO薄膜都顯示出了很強的飽和磁化強度，其中Si襯底上最大，引起這種強磁的原因可能

4、是產生的Fe2+對薄膜原有的螺旋自旋結構有破壞作用或者是由外延應力引起的各向異性。
　　 同樣是采用射頻磁控濺射法，我們還成功制備了Bi3.4Nd0.6Ti3O12(BNT)薄膜。SEM結果顯示，所制備的薄膜致密、均勻、光滑且無裂縫。隨著退火溫度的升高，薄膜的晶粒尺寸增大，導致禁帶寬度逐漸減小，所有的樣品的折射率在可見光范圍內都基本保持不變且薄膜透明，但各樣品的折射率隨退火溫度變化稍有不同。表明可以通過控制退火溫度來控制薄膜的光

5、學常數(shù)，例如禁帶寬度等，開發(fā)BNT薄膜在光電器件上的可能應用。
　　 除此之外，本論文還采用共沉淀法制備了Ni0.5Co0.5Fe2O4納米粉體，并測量了樣品的結構和磁性能，研究了退火溫度對樣品性能的影響。XRD結果表明，尖晶石結構的Ni0.5Co0.5Fe2O4材料具有較強的(311)晶粒取向，晶粒大小為15.6～49.5 nm。磁性測量結果表明Ni0.5Co0.5Fe2O4粉體飽和磁化強度先隨退火溫度的上升而增加而后再減小，