鈦酸鉍鈉基鐵電薄膜的制備及相關(guān)刻蝕工藝的研究.pdf

1、含鉛量較大的鐵電材料在制備和使用的過程中,都會給環(huán)境和人類帶來損害.為了保護(hù)地球和人類的生存空間,防止環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),世界各國的科技工作者正在抓緊研究少鉛或無鉛的壓電、鐵電材料.其中,鈦酸鉍鈉——Na<,0.5>Bi<,0.5>TiO<,3>(NBT)基材料是近幾年研究的少鉛或無鉛的熱門材料之一.目前對鈦酸鉍鈉基材料的研究主要集中在陶瓷和單晶上,我們尚未見到Na<,0.5>Bi<,0.5>TiO<,3>基薄膜材料的報(bào)道

2、.該論文正是針對這種具有實(shí)用環(huán)保意義的研究方向和鈦酸鉍鈉基薄膜這一具有創(chuàng)新意義的工作,進(jìn)行了鈦酸鉍鈉基薄膜的制備及其鐵電性的研究.該論文的主要工作之一正是研究鈦酸鉍鈉基鐵電薄膜及其在Au/NBT/SiO<,2>/Si/Au的MFISM結(jié)構(gòu)上電容器的應(yīng)用指標(biāo)和特性.該論文對鈦酸鉍鈉基鐵電薄膜進(jìn)行了系統(tǒng)的、探索性的研究.從前驅(qū)體的配制、薄膜制備、組份測定到X射線測量.從電滯回線測量、介電溫譜和介電頻譜的測量、C-V曲線的測量到薄膜器件開關(guān)翻

3、轉(zhuǎn)次數(shù)的測量.從薄膜的濕法刻蝕到等離子刻蝕工藝的研究.從原子力顯微鏡對薄膜形貌、結(jié)構(gòu)的觀察和分析到高分辨電子顯微鏡對TiO<,2>納米晶結(jié)構(gòu)的確定和缺陷的觀察.我們制備的Na<,0.5>Bi<,0.5>TiO<,3>薄膜在±4V的范圍內(nèi),電阻率大于1.30×10<'13>Ω·cm.含鉛13％的0.87Na<,0.5>Bi<,0.5>TiO<,3->0.13PbTiO<,3>薄膜在±5V的范圍內(nèi),漏電流密度始終小于10<'-8>A/cm<

4、'2>.我們制備的鈦酸鉍鈉基薄膜的厚度通常在3000-7000A的范圍,厚度6000A左右的薄膜工作耐壓可以達(dá)到15V.顯示出鈦酸鉍鈉基薄膜具有良好的絕緣特性和低的漏電流.這也是一項(xiàng)重要的應(yīng)用指標(biāo).我們還重點(diǎn)分析了在硅襯底上使用MOSD+Dipping方法和在鉑金襯底上使用MOSD+Spin Coating方法制備鈦酸鉍鈉基薄膜在工藝上的不同.特別研究了采用上述兩種薄膜制備工藝對薄膜結(jié)晶退火溫度的影響.研究表明采用MOSD+Dippin