bifeo,3bi,3.15nd,0.85ti,3o,12多層薄膜的solgel制備與電學(xué)性能研究

1、湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文BiFeO/BiNdTiO多層薄膜的sol-gel制備與電學(xué)性能研究姓名：張巧峰申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：盧朝靖20070501A b s 仃a c tM u l t i f e r r o i em a t e r i a l ss h o w p r o m i s i n g a p p l i c a t i o ni nm u l t i - s t a t es t o r a g ea n

2、 d 刪∞虹∞o fh i g h - q u a l i t yt h i nf i l m si s t h e f i r s ts t e pf o r t h ed e v i c ea p p l i c a t i o n ．P e r o v s k i t e B i F e 0 3i s at y p i c a lm u l t i f e r r o i cm a t e r i a l ．I no r d e

3、r t os o l v et h el e a k a g ep r o b l e mo f B i F e O st h i nf i l m s ，w ec o u p l e d B i F e 0 3 a n d f e r r o e l e c t r i c B i 3l s N d o s s T i 3 0 i 2 ( B N d T ) o fl a y e r e d p e r o v s k i t e b

4、 yp r e p a r i n gB i F e 0 3 ／B N d Tm u l t i l a y e r ．T h i st h e s i s p r e s e n t s f i r s t l yt h ec r y s t a l l i z a t i o nb e h a v i o ra n de l e c t r i c a lp r o p e r t i e so f B i F e 0 3t h i

5、 nf i l m ，t h eg r o w t hp r o c e s sa n d e l e c t r i c a lp r o p e r t i e so fm u l t i l a y e rt h i nf i l m s ，t h e nd i S C U S S e st h er e l a t i o nb e t w e e nt h em u l t i l a y e rs t r u c t u r

6、 e sa n d t h e i re l e c t r i c a l p r o p e r t i e s 。a s w e l l a s f i n a l l y f o c u s o n t h e e l e c t r i c a l a n d m i c r o s 虹u c t L l r e o fB i F e 0 3 ／B N d T ／P t m u l t i l a y e r ．B i F e

7、 0 3t h i n f i l m so f ( 1 0 0 ) p r e f e r e n t i a l o r i e n t a t i o n W a sd e p o s i t e dt h r o u g has o l - g e lp r o c e s s o n ( 1 1 1 ) P t ／T i ／S i 0 2 ／( 1 0 0 ) S is u b s t r a t e s ．T h e f i

8、 l m ss h o w v e r y l o w r e l n a n e n t p o l a r i z a t i o n( 2 P r ) o f 2 ．8 ／u C ／e m 2a n d I a r g e l e a k a g e c u r r e n t o f 5 x 1 0 。4 A ／c m 2 a t8 0 k V ／c m ．O h m i c c o n d u c t i o ni s d o

9、 m i n a t i v e i n t h ef i l m su n d e ra n a p p l i e df i e l db e l o w2 8 k V ／c m ，w h i l eP o o l e —F r a n k e le m i s s i o n c o n d u c t i o n i sp r e d o m i n a n t a b o v e 2 8 k V ／e m ．F o u r t

10、 y p e s o fB i F e 0 3 ／B N d T m u l t i l a y e r s t r u c t u r e s w e r e f a b r i c a t e d o n P t ／T i ／S i 0 2 ／S is u b s t r a t e s b yu s i n g s o l —g e l m e t h o da n dt h e y a r eB N d T ／B i F e O

11、 f l B N d T ／P t ，B i F e 0 3 ／B N d T ／B i F e O f l P t , B i F e 0 3 ／B N d T ／P t ，a n d B N d T ／B i F e 0 3 ／P t ．B y m e a s u r i n g t h e i r f e r r o e l e c t r i c ，d i e l e c t r i ca n d l e a k a g e p

12、 r o p e r t i e s ．t h er e l a t i o nb e t w e e n m u l t i l a y e rs 仇l c h l r e sa n d t h e i re l e c t r i cp r o p e r t i e si s e s t a b l i s h e d ．I t i sf o u n dt h a tt h e ( 3 3 0 n m ) B i F e O f

13、l ( 2 7 0n m ) B N d T ／P tm u l t i l a y e re x h i b i t st h e m o s t e x c e l l e n t f e r r o e l e c t r i c p r o p e r t i e s ．T h e B i F e O f l B N d T ／P t m u l t i l a y e r s h o w s a s a t u r a t e

14、 d h y s t e r e s i sl o o pw i t h a 2 P r v a l u e o f 7 2／t C ／e m 2 a t4 8 0 k V ／e ma n d a c o e r c i v ef i e l d ( & ) o f1 6 0 k V ／e m ．I n t e r e s t i n g l y , t h e2 P r v a l u e i sm u c h h i g h

15、 e r t h a n t h er e m a n e n t p o l a r i z a t i o no f e i t h e r s i n g l ef i l mo f B i F e 0 3 o rB N d T ．T h e 2 ／,v a l u eo f B N d T t h i nf i l mg r o w n o nP t ／T i ／S i 0 2 ／S ii s ‘5 0 氐| 《a t 6 0

16、0 k V ／c r n ．T h em a g n e t i ct e s t s h o w s t h es a t u r a t i o nm a g n e f i z a t i o ni s 6 7e m u ／e m 3 ，B N d Tt h i nf i l mm a i n l yc o n s i s t so fl a r g ec o l u m n a rg r a i n s ．T h en e a

17、r - i n t e r f a c i a l B i F e 0 3g r a i n s w i t hd i a m e t e ro f ～1 0 0n ma r ea r r a n g e do r d e r l y o nB N d Tt h i n f i l m ．T h ef e r r o e l e c t r i ce n h a n c e m e n to fB i F e 0 3 ／B N d T