鈦酸鉍系鐵電薄膜材料改性研究.pdf

1、華中科技大學博士學位論文鈦酸鉍系鐵電薄膜材料改性研究姓名：吳云翼申請學位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導教師：張端明20080926II華中科技大學博士學位論文衍射峰強度逐漸高，峰也變尖銳，表明BPT0.9薄膜結晶程度的提高。然而，當退火時間超過25分鐘，XRD圖中出現(xiàn)了雜相燒綠石相，這表明高溫下過長時間的退火不利于薄膜單相結晶。濺射時基片溫度的不同對薄膜的結晶取向也會產生影響。在不同基片溫度（500℃750℃）下沉積Bi3.63Pr0.

2、3Ti3O12（BPT0.3）薄膜。研究發(fā)現(xiàn)當基片溫度低于650℃情況下，薄膜表現(xiàn)出（117）方向取向；隨著基片溫度的升高，（00l）系列的衍射峰逐漸變強，并且當基片溫度升高到750℃，BPT0.3薄膜表現(xiàn)出c軸優(yōu)先取向。制備B位Zr摻雜的Bi3.25La0.75Ti3xZrxO12（BLTZx，x＝0、0.2、0.5、0.8、1.2和1.6）薄膜。隨著Zr摻量的增加，BLTZ薄膜的剩余極化值逐漸增加，當x＝0.2時達到最大；然而隨后隨

3、著Zr4摻量的繼續(xù)增加，剩余極化值開始減小；不同Zr摻量的BLTZ薄膜矯頑電壓Vc沒有明顯的變化。疲勞特性測試表明，與沒有摻雜的BLT薄膜相比，適當Zr4替代Ti4的BLTZ0.2薄膜表現(xiàn)出更好的抗疲勞特性。利用固相反應法制備了B位Mn摻雜Bi3.25La0.75Ti3xMnxO12（BLTMx，x=0.02、0.04、0.06和0.08）陶瓷。研究結果發(fā)現(xiàn)，隨著Mn摻雜量的增大，BLTM的居里溫度（Tc）逐漸降低；另一方面，BLTM的

4、剩余極化卻逐漸增大，這可能是由于晶粒取向變化和尺度的增大引起的。研究發(fā)現(xiàn)，用Pt等金屬作為襯底存在一些缺陷：一是容易在BLT薄膜和Pt界面上由于晶格失配產生大的應力；二是高溫處理中在薄膜和Pt界面間容易產生互擴散。我們通過在BLT薄膜和Pt界面間加入一層緩沖層（Bi2O3或TiO2），可以改變BLT薄膜的結晶取向，并且可以改善界面互擴散現(xiàn)象，從而提高BLT薄膜的鐵電特性。關鍵詞：關鍵詞：鐵電薄膜鈦酸鉍射頻磁控濺射Bi2O3過量摻雜緩沖層