掺锡氧化铟基底上锆钛酸铅铁电薄膜的制备与表征

用溶胶-凝胶工艺在掺锡氧化铟导电氧化物基底上制备了锆钛酸铅（PZT）铁电薄膜．采用快速热处理工艺改进铁电薄膜的晶格取向，用X射线衍射仪分析了薄膜的结晶取向，分别基于Al／PZT／ITO，1TO／PZT／1TO电容结构利用Sawyer-Tower电路原理测试了薄膜的铁电性能．结果表明，在磁控溅射法生长的1TO表面能够制备出具有钙钛矿结构的（110）取向的PZT铁电薄膜，所得薄膜的相对介电常数达到1000，剩余极化强度Pr达到和Pt基底上接近的15．2uc／cm^2，矫顽场强Ec达到70．8kV/cm．并且利用TF Analyzer 2000铁电分析仪测试了PZT铁电薄膜的疲劳特性，发现ITO底电极上PZT薄膜经过108次反转后，剩余极化强度仅下降15％．研究表明：磁控溅射法制备的掺锡氧化铟透明导电薄膜ITO可以作为铁电薄膜的上下电极．     

Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜新进展

从底电极的选择、过渡层的引入、外延膜的生长、取代阳离子的改性四个方面介绍了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜的研究进展,简述了PZT的Sol-Gel机理研究现状和引起PZT铁电薄膜极化疲劳的原因,分析了Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜研究中存在的问题,并提出展望。     

PVDF薄膜单轴拉伸及交流极化特性研究

研究制备压电聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜的两个关键步骤——拉伸和极化。在单轴拉伸中,在不同拉伸倍率下(R=2,3,4,5)晶区发生到的相变,拉伸前后薄膜中相含量相差较大,随着拉伸比的增大含量的增加速率变小,在R=5时达到最大值75%。在交流热极化中,测量在不同极化波形(三角波和正弦波)下,流经PVDF薄膜中的电流,使用数值补偿法消除电导电流和线性感应电容电流的影响,得到薄膜极化电流;在正弦电场下,研究不同频率对薄膜极化性能的影响,在低频(f=0.1 Hz)下更多偶极子发生翻转且所得到的电流曲线受电导和电容效应影响较小;拟合得出剩余极化强度与外加电场之间的非线性关系。在相同的低频正弦极化电场下,对薄膜样品的压电性进行测试,分别测量其压电系数d33值,其A类不确定度约为7%,说明采用低频交流极化的方法所得到的压电薄膜具有较好的一致性和重复性。     

工艺参数对Sol—Gel法制备的PLZT铁电薄膜结构和性能的影响

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法在镀铂硅片上制备了具有良好铁电性能的ＰＬＺＴ薄膜，研究了影响薄膜显微结构与电学性能的工艺因素，适宜的前体溶液浓度和水解度，低的热处理变温速率对防止薄电裂有利，ＰｂＴｉＯ３过渡怪改善ＰＬＺＴ薄膜的形核过程，使之纯钙钛矿结晶相，ＰｂＴｉＯ３过渡层及薄膜内细小的晶粒和空间荷电使薄膜剩余极化强度下降，矫顽场强上上升。     

有机铁电P(VDF-TrFE)薄膜极化疲劳特性

本文研究了有机铁电薄膜的极化疲劳过程.研究发现,随着疲劳过程的深入,薄膜铁电峰的峰位逐渐向高电压方向偏移,而薄膜的极化-电压滞洄线也逐渐变得圆滑,且剩余极化值随之下降.进一步的研究表明,只有双极性电压才能导致铁电疲劳的出现,而双极性电压的频率直接影响铁电疲劳速率:频率越高,疲劳越慢.文中对有机铁电疲劳机理做了初步探讨.     

Gd掺杂对PZT薄膜介电性能及极化行为的影响

采用sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备出高度(100)择优取向的Gd掺杂PZT薄膜(简写为PGZT);介电测试结果表明,1mol%Gd掺杂的PZT薄膜介电常数最大,2mol%Gd掺杂PZT薄膜与未掺杂薄膜的介电常数相差不大,Gd掺入量>2mol%时,薄膜的介电常数下降;薄膜的不可逆极化值呈现与介电常数相同的变化趋势,而可逆极化值变化较小.在弱电场下(低于矫顽场Ec),用瑞利定律分析薄膜介电常数随电场强度的变化规律,1mol%Gd掺杂的薄膜瑞利系数α最大,说明薄膜中缺陷的浓度最低.1mol%Gd掺杂的薄膜介电和铁电性能的改善与Gd3 在PZT晶格中的占位情况有关.     

LaNiO3底电极上的BiFeO3薄膜的铁电性能

用溶胶一凝胶方法在LaNiO3底电极上制备了500℃退火的BiFeO3薄膜.研究了室温下薄膜的结构,介电与铁电性质和漏电流性质.XRD研究表明薄膜呈R3m结构,没有观察到不纯相.铁电性研究表明,薄膜具有大的剩余极化强度,在600 kV/cm的测试电场下,薄膜的剩余极化强度为20uC/cm2,矫顽场为440 kV/cm.介电性质研究表明,在整个测试频率范围内,薄膜具有小的介电损耗.而漏电流特性测试表明,通过工艺的改进,有效的限制了BiFeO3薄膜的漏电流.     

金属有机物分解法制备SrBi2Ta2O9铁电薄膜的开关特性

用金属有机物分解（MOD）以及sol-gel方法制备了SiBi2Ta2O9（STB）铁电薄膜。经测量在750℃晶化的SBT薄膜具有很好的铁电性能。通过对SBT样品极化反转过程进行测试,得出了外加电压（0．5－5V）与SBT薄膜的开关时间（100－600ms）及极化反转电荷的关系。并研究了不同气氛不退火对SBT铁电薄膜形状特性的影响。     

钛酸钡铁电薄膜的常压MOCVD制备及其物理性质的研究

本文报道了用常压金属有机化学气相沉积（ＡＰＭＯＣＶＤ）法在Ｓｉ衬底上制备高质量的钛酸钡铁电薄膜，钡的β－二酮螯合物（Ｂａ（ＤＰＭ）２）和异丙氧基钛（ＴＩＰ）作为金属有机源，在衬底温度为７００℃时，在Ｓｉ（１００），薄膜具有完全的（００１）取向，其介电常数（ε）为１０７。研究了衬底温度与薄膜的结晶性和取向性的关系；讨论了半导体衬底对酸钡铁电薄膜物理性质的影响，得到了薄膜的剩余自发极化强度（Ｐｒ）为２     

脉冲激光沉积SrBi2Ta2O9铁电薄膜电容特性研究

用ＰＬＤ方法成功地制备了ＳＢＴ铁电薄膜，并制作成Ｐｔ／ＳＢＴ／Ｐｔ薄膜电容器。ＳＢＴ薄膜的晶面取向以（００８）和（１１５）为主。在５Ｖ电压下，极化反转，并且得到较饱和的电滞回线，剩余极化强度和矫顽电场分别为８４μＣ／ｃｍ２和５７ｋｖ／ｃｍ。ＩＶ特性测试显示两个对称的双稳峰，并得到零电压下，面积为３１４×１０４μｍ２，厚度为０３５μｍ的电容器，电容约为５６０ｐＦ，介电常数约为６００。疲劳测试表明Ｐｔ／ＳＢＴ／Ｐｔ具有优良的抗疲劳特性。