摻鍶的鈦酸鉛鐵電薄膜性能研究.pdf

1、本文通過實驗研究發(fā)現(xiàn)摻鍶的鈦酸鉛薄膜有很好的介電性能，緩沖層LaNiO3的引入改善了薄膜和下電極的匹配，從而提高薄膜的介電常數(shù)和鐵電性能。高介電常數(shù)、低損耗的實驗結(jié)果表明，摻鍶的鈦酸鉛薄膜有非常好的應(yīng)用前景，是一種可以應(yīng)用到動態(tài)隨機存儲器與微波調(diào)諧器件的介電材料。 本文以溶膠一凝膠工藝并利用快速退火的方法在鉑金襯底上制備了包括(Pb0.5Sr0.5)TiO3(PST50)和(Pb0.25Sr0.75)TiO3(PST25)兩種組

2、分摻鍶的鈦酸鉛薄膜。同時表征和研究了它們的相結(jié)構(gòu)、表面形貌、介電和鐵電特性。所有測試均在室溫下進行。 首先在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO3/Pt/Ti/SiO2/Si兩種襯底上制備了PST50薄膜，并在室溫下研究了這兩種薄膜的結(jié)構(gòu)和電性能。XRD表明，兩種薄膜均呈鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中Pt/Ti/SiO/Si上的薄膜為多晶，而LaNiO3/Pt/Ti/SiO2/Si上的薄膜呈(100)方向擇優(yōu)取向生長。和隨機取向的薄膜相比較

3、，擇優(yōu)取向的薄膜表現(xiàn)出較高的介電常數(shù)和介電損耗：在100 kHz時介電常數(shù)為850而介電損耗為0.032。同時，還用壓電響應(yīng)力顯微鏡表征了薄膜的疇結(jié)構(gòu)。同時還直接在Pt/Ti/SiO2/Si襯底制備了PST25薄膜，通過X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)，薄膜具有純的鈣鈦礦多晶結(jié)構(gòu)。在100 kHz頻率下測得的介電常數(shù)和介電損耗分別為350和0.01。在150 kV/cm范圍的直流電場作用范圍內(nèi)，測得其介電調(diào)諧系數(shù)為22.7％。通過介電溫度譜發(fā)現(xiàn)PST