鈦酸鉛鑭鈣薄膜的微觀結(jié)構(gòu)表征及電學(xué)性能研究.pdf

1、PbTiO3基鐵電薄膜在熱釋電探測(cè)器，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器及微電機(jī)械系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，將PT基鐵電薄膜應(yīng)用于實(shí)際器件時(shí)還存在一些障礙，總的來(lái)說(shuō)主要有體材料優(yōu)良電學(xué)性能的保持，降低處理溫度，提高抗極化疲勞和降低漏電流四方面。本文以Pb1-x-yLaxCayTi1-x/4O3薄膜為研究對(duì)象，主要研究了摻雜對(duì)薄膜的微觀結(jié)構(gòu)表征及電學(xué)性能的研究。
　　 首先，運(yùn)用Sol-Gel法在Pt/TiO2/SiO2/S

2、i襯底上制備Pb1-x-yLaxCayTi1-x/4O3(x=0.2，y=0）;(x=0.15，y=0.05);(x=0.1，y=0.1);(x=0.05，y=0.15）;(x=0，y=0.2）五種鐵電薄膜，研究摻雜工藝對(duì)薄膜織構(gòu)控制的影響。采用XRD手段對(duì)薄膜的物相和織構(gòu)取向進(jìn)行分析，然后對(duì)五種薄膜進(jìn)行剩余極化強(qiáng)度和抗極化疲勞性能測(cè)試。其次，在Pt/TiO2/SiO2/Si襯底上先涂覆一層Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O

3、3薄膜后運(yùn)用磁控濺射法濺射一層Pb0.8Ca0.2TiO3薄膜，運(yùn)用小角X射線衍射分析測(cè)量種子層Pb0.8La0.1Ca0.1Ti0.975O3薄膜的厚度，研究種子層對(duì)Pb0.8Ca0.2TiO3薄膜的織構(gòu)性能優(yōu)化，采用AFM（原子力掃描顯微鏡）對(duì)優(yōu)化后的Pb0.8Ca0.2TiO3薄膜進(jìn)行表面形貌分析，并運(yùn)用鐵電測(cè)試儀測(cè)試了漏電特性。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改變摻雜pb3+，Ca2+離子含量的PbTiO3基鐵電薄膜的衍射峰強(qiáng)度存

4、在著明顯的差別，薄膜織構(gòu)得到有效的控制，La3+離子和Ca2+離子的摻入增加了晶格畸變和不對(duì)稱(chēng)取代，出現(xiàn)了(200)衍射峰向著高角位方向偏移。高低價(jià)金屬離子混合摻雜至(x=0.1，y=0.1)時(shí)剩余極化強(qiáng)度得到了增加，隨后隨著Ca2+離子的繼續(xù)增加，剩余極化強(qiáng)度卻降低。通過(guò)小角XRD測(cè)得薄膜厚度為14nm，而且通過(guò)種子層的XRD譜可知450℃退火時(shí)，薄膜具有強(qiáng)烈的(100)衍射峰，展現(xiàn)完整的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。通過(guò)種子層成功的實(shí)現(xiàn)了控制Pb0.