PDF《（！！！)择优取向的 铁电》

(!!!) 择优取向的 "# .

/ 铁电 薄膜的制备及研究! 郑分刚!) ") # 陈建平") 李新碗") !) (苏州大学物理科学与技术学院, 苏州 "!$%%&) ") (上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 "%%%'%) ("%%$ 年!" 月(日收到;

"%%$ 年!" 月!) 日收到修改稿) 选用不同浓度的 *+ 0%.)( ) 1' 溶胶, 用2345674 法在 *89/09201"

920 基片上沉积一层厚度不同的 *+ 0%.)( ) 1' (*,/$") 过渡层, 经)%%:烘烤、 $$%:退火等程序后, 再用

2345674 法在 *,/$" 过渡层上沉积 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜;

分析表明, 有*,/$" 过渡层的 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜具有 (!!!) 择优取向的钙钛矿结构, 且随着过渡层厚度的增 加, *+ 0%.)( ) 1' 薄膜的 (!!!) 择优取向程度越高;

2?@ 分析表明, 当*,/$" 过渡层的厚度达到 !)AB 以上, *+ 0%.)( ) 1' 薄膜结晶程度得到明显改善, 平均晶粒尺寸大大增加;

介电、 铁电性能测试表明, 与没有过渡层的 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜相比, 有*,/$" 过渡层的 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜具有较大的介电常数和剩余极化强度, 而介电损 耗则较小;

关键词:*,/ 铁电薄膜,择优取向,过渡层,剩余极化强度 "011:CC$$,CC(%,CC($ !国家自然科学基金 (批准号: D%"%)%%&, &%'CC%!', 和国家 (&' 计划 (批准号: "%%"EE!""%"") 资助的课题 ;

# ?5BF04: GH"%%!%%I J3HK;

L3B !. 引言近年来, 铁电薄膜由于其在存储器、 光电器件领 域的潜在应用得到广泛研究与极大关注 [!―)] ;

为了 保证铁电器件具有理想的性能, 要求铁电材料具有 较大的剩余极化和较低的矫顽场;

*+ 0%.)( ) 1' (*,/$") 铁电薄膜由于其优异的介电、 铁电性能而成 为首选材料之一;

目前, 择优取向结构的铁电薄膜的 制备与研究引起了人们的广泛兴趣;

影响薄膜择优 取向的因素有很多, 其中衬底是主要的因素之一;

通 过选择不同的衬底材料以及改变衬底的结构, 可以 直接改变铁电薄膜的择优取向结构, 从而改善薄膜 的介电及铁电性能;

制备 *,/ 薄膜, 常用的衬底材 料是 *89/09201"

920 基片, 为了解决由于 *8 电极的使 用而导致铁电薄膜出现老化、 疲劳等问题, 过渡层被 认为是方便有效的手段之一;

选择过渡层材料, 需要 考虑的首要因素是过渡层与 *,/ 薄膜的晶胞参数 的是否匹配;

各种氧化物如 201" , 2-=K1' 和MFN01' 等[$―D] 作为过渡层的 *,/ 铁电薄膜的其他性能得到 改善的同时, 介电损耗将会增加 [$―C] ;

采用与 *,/ 具 有类似的钙钛矿结构的 */、 *M/ 材料作为过渡层, 由于 */, *M/ 过渡层的随机取向以及 */, *M/ 相对 较低 的介电常数, 往往影响*,/ 薄膜的性能的改善 [(, D] ;

本文选用不同浓度 (%.%$, %.! 和%."B34 ・ MO ! ) 的*+ 0%.)( ) 1' 溶胶, 采用

2345674 法在 *89/09201"

920 基片 上沉积一层厚度不同的*+ 0%.)( ) 1' (*,/$") 过渡层, 然后在 *,/$"9*89/09201"

920 上沉积 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜, 由于过渡层和薄膜是同一种 材料, 因此晶胞参数的失配问题将减小到最低程度;

为了与没有过渡层的 *+ 0%.)( ) 1' 薄膜相比较, 采用同样的制备方法直接在 *89/09201"

920 基片上沉 积*+ 0%.)( ) 1' 薄膜;

所有 *+ 0%.)( ) 1' 薄 膜的 沉积则采用同一种浓度(%."B34・MO ! ) 的*+ 0%.)( ) 1' 溶胶;

第$$ 卷第&期"%%& 年&月!%%%5'"D%9"%%&9$$ (%&) 9'%&C5%& 物理学报EP/E *QR2SPE 2SNSPE T34;