Sol-gel方法制備摻鑭鈦酸鉍鐵電薄膜以及其可靠性分析.pdf

1、鐵電存儲(chǔ)器以其優(yōu)越的存儲(chǔ)特性得到了廣泛的關(guān)注，其中應(yīng)用和研究最為廣泛的鐵電材料是鋯鈦酸鉛Pb(Zr1-XTiX)O3(簡(jiǎn)稱PZT)，具有較低處理溫度和很高的自發(fā)極化強(qiáng)度，但是由于PZT薄膜抗疲勞特性差以及含重金屬鉛，易揮發(fā)，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成危害。近年來(lái)，層狀鉍材料以SrBi2Ta2O9(SBT)、Bi4-xLaxTi3O12(BLT)為代表，特別是后者在制備溫度，鐵電特性和抗疲勞方面都明顯優(yōu)于前者，被廣泛認(rèn)為最具有應(yīng)用前景的鐵電材料之

2、一。引起了人們更多的關(guān)注。 本文采用溶膠-凝膠(sol-gel)方法制備了Bi4-XLaXTi3O12(BLT)薄膜，簡(jiǎn)化并改進(jìn)了制備工藝，在鉑金襯底上制備BLT薄膜，通過(guò)最終退火溫度和Bi含量下制備出薄膜的鐵電性能進(jìn)行比較分析，優(yōu)化BLT薄膜的鐵電性能。最終得到剩余極化2Pr和矯頑場(chǎng)Ec分別為：32.5μC/cm2，72kv/cm，測(cè)試電場(chǎng)300kv/cm。 本文對(duì)BLT薄膜的可靠性進(jìn)行分析：眾所周知，Bi3.25La

3、0.75Ti3O12是無(wú)疲勞的，但是當(dāng)組分偏離時(shí)薄膜疲勞。本文分析了Bi3.53La0.47Ti3O12薄膜疲勞的物理機(jī)理，在雙極性電場(chǎng)中通過(guò)測(cè)試不同頻率下的疲勞譜(2Pr-N)，當(dāng)測(cè)試頻率較低f=100 Hz時(shí)2Pr出現(xiàn)一個(gè)峰值，證明了薄膜的疲勞分布是存在疇壁釘扎和退釘扎的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的，它們的系數(shù)由缺陷和疇壁相互作用決定。采用快速極化保持測(cè)量法證明了界面層對(duì)Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)鐵電薄膜性能的影響并根據(jù)模型和試驗(yàn)