鐵電薄膜漏電流的應(yīng)變和摻雜調(diào)控.pdf

1、鐵電薄膜的厚度尺寸為納米級(jí)時(shí)，其漏電流的大小會(huì)直接影響著鐵電薄膜的保持性能、疲勞、老化，等等，從而阻礙鐵電薄膜及其器件的實(shí)用化發(fā)展進(jìn)程。因此，我們要尋找合適的方法來(lái)降低鐵電薄膜的漏電流。在鐵電薄膜制備過程中，應(yīng)力不可避免的會(huì)存在于薄膜與襯底及電極之間，它的存在對(duì)鐵電薄膜的制備和性能有很大的影響，對(duì)應(yīng)力的掌握有助于我們合理地利用應(yīng)變來(lái)控制鐵電薄膜的漏電流。另外，氧化物材料中會(huì)存在氧空位，氧空位會(huì)影響鐵電薄膜的漏電流，而摻雜是改善鐵電薄膜性

2、能的有效方法。因此，為了尋找抑制鐵電薄膜漏電流,提高鐵電薄膜及鐵電存儲(chǔ)器性能的方法，我們從應(yīng)變和摻雜兩方面著手來(lái)研究它們對(duì)鐵電薄膜的漏電流的調(diào)控作用。
　　1、鐵電薄膜漏電流的應(yīng)變調(diào)控：基于密度泛函理論的第一性原理并結(jié)合非平衡格林函數(shù)，探討了應(yīng)變對(duì)BaTiO3鐵電薄膜漏電流的影響規(guī)律。研究表明，壓應(yīng)變能有效的抑制BaTiO3鐵電薄膜漏電流，特別是當(dāng)壓應(yīng)變?yōu)?％時(shí),其漏電流將相對(duì)無(wú)應(yīng)變狀態(tài)降低了近10倍。通過考察體系的透射系數(shù)和電子

3、態(tài)密度，我們發(fā)現(xiàn)：一方面壓應(yīng)變狀態(tài)下鐵電隧道結(jié)的透射幾率要比張應(yīng)變時(shí)小，特別是在費(fèi)米面附近；另一方面隨著張應(yīng)變過渡至壓應(yīng)變時(shí)，價(jià)帶的位置逐漸向低能區(qū)移動(dòng)而導(dǎo)帶向高能區(qū)移動(dòng)，導(dǎo)致了它們帶隙的增大，從而有效抑制了漏電流。本研究為尋找抑制鐵電薄膜漏電流，提高鐵電薄膜及鐵電存儲(chǔ)器的性能提供合適的方法。
　　2、摻雜對(duì)氧空位引起的鐵電薄膜漏電流的影響：我們首先探究了氧空位位置對(duì)PbTiO3薄膜漏電流的影響，然后對(duì)存在氧空位的PbTiO3鐵電