铁电PLZT薄膜的钙钛矿型结构与性能的研究

讨论了用射频磁控溅射沉积的ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷薄膜的结构和铁电性能。研究表明，在不加热的Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ衬底上沉积ＰＬＺＴ薄膜即钙钛矿型的高度取向薄膜，没有绿石相出现，同时具有很好的微观结构；增加薄膜的厚度导致ａ轴取向的增长；火处理有助于ＰＬＺＴ薄膜的钙钛矿相的增长并在薄膜中出现了蔷薇状共晶组织。这种ＰＬＺＴ薄膜的剩余极化强度、矫顽场强度分别为２２．９μ／ｃｍ＾２和６２．４ＫＶ／ｃｍ     

锆钛酸铅镧陶瓷微结构和介电性能研究

研究了Ｚｒ／Ｔｉ比为６５／３５，掺Ｌａ分别为８、９、１２、１６．７％（ｍｏｌ％）的锆钛酸铅镧（ＰＬＺＴ８／６５／３５／９／６５／３５，１２／６５／３５、１６．７／６５／３５）陶瓷的微结构和介电性能，ＸＲＤ研究表明，ＰＬＺＴ中存在着（ｈ＋１／２，ｋ＋１／２，１）型超结构，随着Ｌａ含量的增加，有序度增加，当Ｌａ含量为１２％时达到最大，继之下降，提出了Ａ位离子有序的体心立方超结构模型。介电常数与温度关系     

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。     

PLZT铁电薄膜的物理特性研究

铁电薄膜是近几年人们关注的功能材料。本文对用溶胶－凝胶技术制备的ＰＬＺＴ铁电薄膜从热处理工艺、Ｘ射线结构分析、ＦＴ－ＩＲ红外光谱等各个方面作了较为系统的研究。讨论了ＰＬＺＴ铁电薄膜的热处理工艺条件,结构特性、光谱特性与材料的表观裂纹、晶态与非晶态之间的关系。对红外光谱的特征吸收峰作了指认,得到了一系列有意义的结果。     

水热法制备PLZT多元铁电薄膜的研究

研究了在水热条件下制备PLZT(8/65/35)多元铁电薄膜的优化工艺条件。讨论了反应温度,反应历程,反应时间等不同工艺条件对PLZT多元铁电薄膜结构、结晶取向的影响。结果表明,采用两步法合成工艺能够在Ti基片上制备出纯钙钛矿相结构,粒径为1 μm,薄膜厚度为5 μm,介电常数为ε=450的PLZT(8/65/35)多元铁电薄膜。     

PLZT陶瓷靶材及溅射薄膜的微观结构研究

研究了铁电ＰＬＺＴ（７．５／６５／３５）陶瓷靶材及用射频磁控溅射法制备的相同组分陶瓷薄膜的矿物结构及显微结构。实验结果表明，与陶瓷靶材相比，陶瓷薄膜的结晶取向发生了较大的变化，晶粒度减小，致密度提高，但晶粒无完整的晶形。随退火温度的提高，薄膜的缺陷明显增加。     

PBLZT弛豫铁电陶瓷的动态及偏压介电和压电特性

测量了３ｍｏｌ％Ｂａ掺杂的ＰＬＺＴ１０／６５／３５弛豫铁电陶瓷的电滞回线、横向场诱应变、偏压下的介电常数和压电常数,并根据电滞回线和场诱应变曲线的斜率计算了动态介电常数和压电常数．实验表明,电场＜８ｋＶ／ｃｍ时,动态介电常数比偏压介电常数大很多,电场＞８ｋＶ／ｃｍ时,差值随电场增大而减小;电场在３～１５ｋＶ／ｃｍ之间时,动态压电常数比偏压压电常数大很多,电场＜３ｋＶ／ｃｍ及＞１５ｋＶ／ｃｍ时,动态压电常数和偏压压电常数相差不大．     

PLZT铁电薄膜与透明陶瓷的椭偏光谱研究

用溶胶－凝胶技术制备了组分为６／６５／３５的ＰＬＺＴ非晶薄膜,这类薄膜具有类铁电性。在２００￣７００ｎｍ的波长范围内测试ＴＬＺＴ类铁电非晶薄膜和同样组分的透明陶瓷的椭偏光谱,得么了其光学常数谱（浙射率ｎ谱和消光系数ｋ谱）,并对其吸边和一些光学性质进行了对比和讨论。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

PECVD法淀积氮化硼薄膜场发射特性研究

用 Ｂ２Ｈ６和 ＳｉＨ４作反应气体,通过射频等离子体增强化学气相淀积（ＲＦ－ＰＥＣＶＤ）方法,在 Ｓｉ（１００）面上沉积生长ＢＮ薄膜,用Ｓ－５２０扫描电子显微镜对所得薄膜进行观测,并用红外透射光谱测试分析了膜的成分。在室温、压力为 ８ × １０－４ Ｐａ条件下,对 ＢＮ薄膜的电流一电压特性进行测量,并得到了 Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ特性曲线,ＢＮ膜的场发射开启电场为９ Ｖ／μｍ,在电场３７．５ Ｖ／μｍ时,电流密度达到２４．８ ｍＡ／ｃｍ２。     

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法硅基铁电薄膜研究

介绍了用溶胶－凝胶方法制备Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ３（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺流程。以硝酸锆、醋酸铅和钛酸四丁酯为原料,在９００℃,３０ｍｉｎ退炎条件下制备了硅基ＰＺＴ铁电薄膜。实验分析结果显示,ＰＺＴ铁电薄膜的晶化很完善。研究了ＰＺＴ铁电薄膜与硅之间的界面及其对铁电薄膜品质的影响。并在此基础上实现了制备ＰＺＴ铁电薄膜的低温改进工艺。     

快速热处理对PZT薄膜的微结构及电性能的影响

采用改进的溶胶一凝胶技术,在Ｐｔ／Ｔｉ／ＴｉＯ２／ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）基片上制备了太电ＰＺＴ薄膜,用ＸＲＤ和ＡＦＭ技术分析了不同热处理工艺条件下ＰＺＴ薄膜的微观形貌变化及相结构演化,系统测试了ＰＺＴ薄膜的铁电性能。工艺－结构－性能研究结果表明：快速热处理工艺（ＲＴＡ）有利于ＰＺＴ薄膜保持较低的漏电流密度,热处理温度是影响晶粒大小的主要因素,而保温时间则对ＰＺＴ薄膜的致密性、晶粒均匀度和晶界结合     

PLZT（28／0／100）薄膜的溶胶－凝胶制备技术及显微结构

用溶胶—凝胶技术及回旋法，在石英玻璃和单晶ｓｉ基片上制备ＰＬＺＴ（２８／０／１００）多晶薄膜；在ＳｒＴｉＯ３和α－Ａ１２Ｏ３单晶基片上外延生长择优取向薄膜．其外延关系分别为（１００）ＰＬＺＴ（２８／０／１００）／／（１００）ＳｒＴｉＯ３和（１００）ＰＬＺＴ（２８／０／１００）／／（０００１）Ａｌ２Ｏ３．用ＩＲ，ＸＲＤ．ＲＨＥＥＤ，ＳＥＭ和ＳＩＭＳ分析凝胶中杂质、凝胶的分子结构和薄膜的显微结构．结果表明，用溶胶—凝胶技术能制备出显微结构良好的多组份陶瓷薄膜．     

溶胶—凝胶技术制备Bi4Ti3O12铁电薄膜的研究

采用溶胶－凝胶技术在Ｓｉ单晶基片上制备了具有层状钙钛矿型结构的Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２ｘ铁电薄膜，讨论了回火温度与时间对薄膜结构的影响，Ｘ射线衍射分析表明，经７００℃和７００℃以上温度回火的薄膜为具有层状钙矿型结构的Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２多晶薄膜，该薄膜的电滞回线测试呈出剩余极化强度Ｐｒ＝５μＣ／ｃｍ＾２，矫顽场Ｅｃ＝１３０ｋＶ／ｃｍ。     

铅过量PLZT铁电薄膜的制备及其电学性质研究

采用Sol-Gel法,在Pt/TiO2／Si基片上制备了具有不同铅过量（0－20mol%)的PLZT铁电薄膜。分析了薄膜的晶相结构,研究了铅过量对PLZT铁电薄膜的介电性能和铁电性能的影响。结果表明,各薄膜均具有钙钛矿型结构,且各薄膜均呈（110）择优取向。PLZT铁电薄膜的介电性能和铁电性能随铅过量的变化而改变。铅过量为10mol%的薄膜具有最佳的介电性能和铁电性能。     

溅射工艺参数对PZT铁电薄膜相变过程的影响

采用射频磁控溅射工艺,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用ＰＺＴ（５３／４７）陶瓷靶制备铁电薄膜。用快速光热退火炉对原位沉积的薄膜进行ＲＴＡ处理。     

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。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。     

结构设计对铁电薄膜系统电滞回线的影响

为制备符合Si集成铁电器件要求的高质量Si基铁电薄膜，采用溶胶—凝胶(sol—gel)工艺，制备了MFM及MFS结构的铁电薄膜系统，研究了不同结构及不同衬底对铁电薄膜系统铁电性能及电滞回线的影响，并对这些差异产生的主要影响因素进行了分析，在此基础上，提出并制备了Ag／Pb(Zr0.52Ti0.48)O3／Bi4Ti3O12／p—Si多层结构，该结构铁电薄膜系统的铁电性能及电滞回线的对称性有明显改善，有望应用于Si集成铁电器件。