用脈沖激光沉積法制備多鐵性薄膜材料及其性能研究.pdf

1、鐵酸鉍．鈦酸鉛固溶體材料較多鐵性材料鐵酸鉍能體現(xiàn)出更佳的絕緣性能和鐵電性能，極有希望克服鐵酸鉍由于自身漏導(dǎo)嚴(yán)重而難以實(shí)際應(yīng)用的缺點(diǎn)，在信息存儲、衛(wèi)星通訊、磁電傳感器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本論文以鐵酸鉍．鈦酸鉛(0.6(Bi，La)(Ga<,0.05>Fe<,0.95>)O<,3>-0.4PbTiO<,3>(BFO-PT))為靶材，用脈沖激光沉積法(PLD)法在Pt/TiO<,2>/SiO<,2>/Si(100)襯底上制備BFO-PT薄膜，

2、并討論了制備薄膜的沉積和退火過程中氧氣壓強(qiáng)和襯底溫度對薄膜的結(jié)構(gòu)與電學(xué)性能的影響。此外，本文還初步探討了金屬氧化物作為異質(zhì)層時(shí)，對BFO-PT薄膜性能的影響。 沉積和退火過程的氧氣壓強(qiáng)和襯底溫度都能通過影響薄膜的生長形式進(jìn)而影響薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與表面形貌，最終影響薄膜的電學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)沉積氣氛控制在50～100mTorr氧氣壓強(qiáng)，退火氣氛控制在200mTorr氧氣壓強(qiáng)，襯底溫度控制在600～700℃的BFO-PT薄膜能得

3、到較為理想的結(jié)構(gòu)和電學(xué)的綜合性能。沉積氣氛和退火氣氛分別為50和200mTorr氧氣壓強(qiáng)，襯底溫度為700℃的BFO-PT薄膜能獲得較大的極化強(qiáng)度，其飽和極化強(qiáng)度P<,s>和剩余極化強(qiáng)度P<,r>分別為64.14和42.84μC/cm<'2>。金屬氧化物(ZnO和TiO<,x>)作為異質(zhì)層引入到BFO-PT薄膜中都能在一定程度上抑制薄膜中的漏導(dǎo)行為，尤其是BFO-PT/ZnO薄膜的剩余極化強(qiáng)度2P<,r>達(dá)到32μC/cm<'2>較相同