铁电薄膜及其制备技术

具有铁电性且厚度尺寸为数十内米到数微米的铁电薄膜具有良好的压电性、热释电性、电光及非线性光学特性，在微电子学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域有着广泛的应用前景，是目前国际上新型功能材料研究的热点之一。通过综述铁电薄膜及制备技术研究的新进展，给大空介绍铁电薄膜材料的基本特征、性能及应用、并重点分析铁电薄膜主要制备技术的优缺点，指出了目前铁电薄膜及其制备技术研究需要重点解决的一些问题。     

(Ba,Sr)TiO3铁电薄膜制备技术及其研究进展

(Ba,Sr)TiO3(简称BST)铁电薄膜较传统的铁电材料有高介电常数、高击穿场强、快响应速度、居里温度可调等优点,在DRAM、微波调节器等领域具有广阔的发展前景,是目前国际上新型功能材料研究的热点之一.通过对铁电薄膜及其制备技术研究新进展的综合评述,就BST的微观结构、性能及应用,深入分析BST铁电薄膜主要制备技术的优缺点,指出了目前铁电薄膜及其制备技术研究中应注意的问题.     

（Ba，Sr）TiO3铁电薄膜制备技术及其研究进展

(Ba，Sr)TiO3(简称BST)铁电薄膜较传统的铁电材料有高介电常数、高击穿场强、快响应速度、居里温度可调等优点，在DRAM、微波调节器等领域具有广阔的发展前景，是目前国际上新型功能材料研究的热点之一。通过对铁电薄膜及其制备技术研究新进展的综合评述，就BST的微观结构、性能及应用，深入分析BST铁电薄膜主要制备技术的优缺点，指出了目前铁电薄膜及其制备技术研究中应注意的问题。     

克酮酸薄膜的物理气相制备与表征

有机铁电材料具有质量轻、可低温制备薄膜、可弯曲等优点,在柔性器件的制备上有着巨大的潜力,但目前以聚偏氟乙烯为代表的铁电聚合物较小的剩余极化限制了它们在器件中的应用.近年来,克酮酸小分子晶体被发现具有与无机铁电材料相当的铁电性能,为了进一步的器件研究,利用物理气相沉积制备了薄膜,通过原子力显微镜、X射线衍射分析和红外吸收光谱等手段研究了其物性,证实克酮酸薄膜中存在大量的微晶,且这些微晶存在着择优取向,并发现薄膜粗糙度随膜厚的增加而变大,表明克酮酸薄膜或可像铁电聚合物一样用于器件且具有更小的驱动电压.     

BiFeO_3薄膜的制备及掺杂改性研究进展

BiFeO3薄膜是当前多铁材料研究的热点之一。作为一种无铅多铁材料,BiFeO3薄膜优异的铁电和磁学性能使它在信息存储器、传感器和自旋电子器件等众多功能材料领域都有广阔的应用前景。但目前还存在漏电流较大及老化等一系列问题,使其与未来器件应用的要求还有一定差距。目前改善BiFeO3薄膜多铁性能的方法主要是通过改进制备工艺及掺杂改性。文章综述了BiFeO3薄膜近年的研究进展,介绍了其晶体结构及性能、制备工艺、掺杂改性,并展望了BiFeO3薄膜未来可能的研究方向和发展趋势。     

人工复合铁电薄膜的相变性质研究

建立3层铁电复合薄膜的理论模型,在G inzburg-Landau-Devonsh ire（GLD）唯象理论的框架下,引入局域分布函数描述不同材料间过渡层的性质,重点研究具有不同相变温度的铁电材料复合而成的铁电薄膜的相变性质.通过改变3种不同铁电材料的相变温度,计算复合铁电薄膜内部的极化强度分布和相变温度.研究表明：3种铁电材料相变温度的梯度变化导致了复合薄膜内部极化分布的梯度变化;在未达到薄膜的相变温度前,薄膜的平均极化强度的一阶导数出现了一个突降,造成了平均极化强度的极大降低;不同材料间过渡层厚度对薄     

溶胶-凝胶法制备PbTiO3薄膜的研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了PbTiO3(PT)铁电薄膜,对薄膜的形貌、结晶等性能进行了表征,对铁电薄膜材料的介电、铁电、热释电性能进行了研究分析.     

Sol-Gel法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展

综述了溶胶—凝胶法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究现状,主要介绍了制备过程中衬底材料、热处理工艺、前驱体以及掺杂等因素对铁电陶瓷薄膜择优取向的影响以及铁电陶瓷薄膜的择优取向与铁电性能的关系。     

Sol-Gel法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究进展

综述了溶胶—凝胶法制备择优取向铁电陶瓷薄膜的研究现状,主要介绍了制备过程中衬底材料、热处理工艺、前驱体以及掺杂等因素对铁电陶瓷薄膜择优取向的影响以及铁电陶瓷薄膜的择优取向与铁电性能的关系。     

三氧化钨薄膜材料制备的现状及研究趋势

概述了三氧化钨薄膜材料的研究意义,并结合国内外文献综述了三氧化钨薄膜材料的各种制备方法及其性能的研究现状与进展,其中详细介绍了蒸发法、溅射法、溶胶凝胶法及其掺杂稀有金属研究等.目前大多数方法都能制备出均匀致密的三氧化钨薄膜,而且都具有良好的电致变色、光致变色、气致变色特性,同时在掺杂不同的稀有金属后可以用作不同气体的敏感材料.最后分析了三氧化钨薄膜材料制备和应用的发展趋势.     

铁电薄膜材料及集成铁电器件的相关问题

铁电薄膜材料及集成铁电器件自20世纪90年代以来一直受到人们的关注，就目前该领域研究中的几个基础问题，如生长动力学、特性退变、异质结界面以及如何进一步发展铁电薄膜和集成铁电器件等提出了见解。     

局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响

引入描述薄膜内部极化强度的分布函数,采用GLD（Ginzburg-Landau-Devonshire）唯象理论,研究非铁电性局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响.研究结果表明,非铁电性局域畸变结构的存在降低了铁电薄膜的极化强度和相变温度,并破坏了极化强度在薄膜内部的均匀分布.薄膜内部局域畸变结构厚度的增加及铁电性结构区域至非铁电性结构区域过渡层厚度的增加,都会导致薄膜极化强度的降低.     

Highfield effects of layered perovskite ferroelectric thin films

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｉｎｆｉｌｍｓａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｐｏｐｕｌａｒｒｅｓｅａｒｃｈｆｉｅｌｄｓｉｎｃｏｎｄｅｎｓｅｄｐｈｙｓｉｃｓａｎｄｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ[1,2].Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｒｉｓｅｏｆｐｈｙｓｉｃｓｏｆｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｉｎｆｉｌｍｓａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｓｏｌｉｄｓｔａｔｅｆｕｎｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｓｈａｖｅｐｕｓｈｅｄｔｈｅｒｅｓ…     

不同退火气氛下Bi2NiMnO6薄膜的铁电性能和漏电流研究

采用化学溶液法以LaNiO₃为底电极在Si(100)衬底上生长了Bi₂NiMnO₆薄膜,分别在N₂和O₂下对薄膜进行退火,退火温度均为600 ℃,研究不同退火气氛对薄膜结构与电性能的影响.用XRD测量分析了Bi₂NiMnO₆薄膜的结构,用铁电性能测量仪表征了样品的铁电性能和漏电流特性.结果表明,在N₂或O₂气氛下,Bi₂NiMnO₆薄膜均能成相,所有样品在室温下均表现出铁电性能,同时,这些样品都呈现出相当低的漏电流密度.此外,还讨论了Bi₂NiMnO₆薄膜的导电机制.     

在LaNiO3衬底上（Pb,La）TiO3铁电薄膜的制备和研究

首先通过金属有机化合物热分解(MOD)法在Si(100)基片上制备出LaNiO3(LNO)薄膜,再通过溶胶-凝胶(sol-gel)法,在LNO/Si(100)衬底上制备出(PbxLa1-x)TiO3(PLT)铁电薄膜。经XRD分析表明,LNO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构,PLT/LNO/Si薄膜具有四方相钙钛矿结构,同时以(100)择优取向。最后对薄膜的介电性和铁电性进行了测试,发现薄膜介电常数适中,铁电性良好。     

在LaNiO_3衬底上（Pb,La）TiO_3铁电薄膜的制备和研究

首先通过金属有机化合物热分解（MOD）法在Si（100）基片上制备出LaNiO3（LNO）薄膜,再通过溶胶-凝胶（sol-gel）法,在LNO/Si（100）衬底上制备出（PbxLa1-x）TiO3（PLT）铁电薄膜。经XRD分析表明,LNO薄膜具有（100）择优取向的类钙钛矿结构,PLT/LNO/Si薄膜具有四方相钙钛矿结构,同时以（100）择优取向。最后对薄膜的介电性和铁电性进行了测试,发现薄膜介电常数适中,铁电性良好。     

Orientation of Bi<Subscript>3.2</Subscript>La<Subscript>0.8</Subscript>Ti<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>12</Subscript> ferroelectric thin films with different annealing schedules

Fatigue-free Bi_3.2La_0.8Ti₃O₁₂ ferroelectric thin films were successfully prepared on p-Si (100) substrates using metalorganic solution deposition process. The orientation and formation of 5-layers thin films were studied under different processing conditions using XRD. Experimental results indicate that increase in annealing time at 700 °C after preannealing for 10 min at 400 °C can remarkably increase (200)-orientation of the films derived from the precursor solutions with two contents of citric acid. Meanwhile, high content of citric acid increases the film thickness and is conducive to the a-orientation of the films with the preannealing, and low concentration of the solution is conducive to the c-orientation of the films without the preannealing.     

钙钛矿型铁电薄膜疲劳特性研究进展

针对铁电薄膜极化疲劳的问题,详细综述了其疲劳机理及其影响因素.给出了影响铁电薄膜疲劳的因素,该因素可分为内在因素和外在因素两大类.重点讨论了外在因素元素掺杂、电极、界面层优化、温度及气氛等的影响,并提出了相应的改善薄膜疲劳性能的措施.比较实用有效的方法是在金属电极和薄膜之间沉积一层与薄膜晶格参数接近的界面层.最后结合自身研究工作,指出建立界面层设计-微结构演变-疲劳性能之间的关系是我们以后重点关注的问题.