电极对PZT铁电薄膜的微观结构和电性能的影响

采用溶胶—凝胶(sol—gel)工艺分别在Pt／Ti／SiO2／Si和LNO／Si电极上制备Pb(Zr0．53，Ti0．47)O3(PZT)铁电薄膜。研究了不同电极材料对PZT铁电薄膜的微结构及电性能的影响。(100)择优取向的PZT／LNO薄膜的介电性能和铁电性能较(111)／(100)取向的PZT／Pt薄膜略有下降，但在抗疲劳特性和漏电流特性方面都有了很大提高。PZT／LNO薄膜10m次极化反转后剩余极化几乎保持未变，直至10^12次反转后，剩余极化仅下降了17％。     

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．     

铁电PZT系列薄膜结构和性能的研究

采用射频磁控溅射技术制备了铁电PZT薄膜。研究了不同温度烧结的靶材与溅射薄膜成分的关系，深入探讨了薄膜的退火工艺对薄膜晶体结构和铁电性能的影响。认为当靶材原始配方相同时，则低温（900℃）烧结的靶材使得薄膜中有过剩的PbO存在，有利于改善和提高薄膜的铁电性能；而高温（1200℃）烧结的靶材，由于退火后薄膜中PbO的含量小于化学计量比，使得薄膜的铁电性能变差。实验表明，薄膜的最佳退火条件为600～650℃，60min，典型的剩余极化强度为13．2μC／cm2，矫顽场为55．5kV／cm2。     

低温制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜及其性能研究

采用脉冲激光沉积技术（PLD）在（100）p-Si衬底上,低温淀积、快速退火成功地制备了具有完全钙钛矿结构的多晶PZT铁电薄膜,所制备的PZT铁电薄膜致密、均匀,表现出良好的介电和铁电性能,其介电常数和介电损耗100kHz下分别为320和0.08,剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为14μC/cm^2和58kV/cm,＋5V电压下漏电流密度低于10^-7A/cm^2。10^7次极化反转后剩余极化仅下降10％,具有较好的疲劳特性。     

以TiO_2为缓冲层在GaN上外延生长PZT铁电薄膜

采用脉冲激光沉积技术在(0001)取向的GaN基片上以TiO2为缓冲层外延生长了PZT(111)单晶薄膜。X射线衍射分析表明PZT(111)衍射峰的摇摆曲线半高宽为0.4°,说明薄膜结晶性能良好。PZT薄膜疲劳特性测试结果表明,在经过107次翻转后PZT薄膜的剩余极化强度开始出现下降。P-E电滞回线和I-V测试表明PZT薄膜矫顽场(2Ec)为350 kV/cm,剩余极化(2Pr)约为96μC/cm2,在1 V电压下薄膜的漏电流密度为1.5×10-7A/cm2。以上性能测试结果表明,在半导体GaN上外延生长的PZT铁电薄膜性能基本满足铁电随机存储器的需要。     

LaNiO3缓冲层对Pb(Zr,Ti)O3铁电薄膜的影响

采用化学溶液法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了PbZr0．4Ti0.6O3／LaNiO3(PZT／LNO)多层薄膜。X射线衍射测量表明LNO缓冲层的引入使PZT薄膜(111)择优取向度减小,(100)取向增加。原子力显微镜测量表明引入LNO缓冲层使得PZT薄膜表面更加平整、致密。在LNO缓冲层上制备的PZT薄膜具有优良的铁电特性和介电特性：LNO缓冲层厚度为40nm时,500kV／cm的外加电．场下。剩余极化(Pr)为37．6μC／cm^2,矫顽电场(Ec)为65kV／cm;100kHz时,介电常数达到822,并且发现LNO缓冲层的厚度为40nm,PZT的铁电、介电特性改进最为显著。     

Sol-gel法制备Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜

利用Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度、保温时间和薄膜厚度对其晶相、微观结构和铁电性能的影响.在500℃退火处理的PZT薄膜开始形成钙钛矿相;在550℃退火处理的PZT薄膜基本形成钙钛矿相结构;升高退火温度(500～850℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(120～630nm)都有利于PZT晶粒的长大.在650～750℃退火的PZT薄膜具有较好的铁电性能,保温时间对PZT薄膜的铁电性能影响不大,PZT薄膜的厚度为200～300nm时可以得到比较好的铁电性能.在退火温度750℃、保温时间30min条件下退火处理厚310nm的PZT薄膜,其剩余极化值(2Pr)和矫顽电场(2Ec)分别是72μC/cm2、158kV/cm.     

（Pb1-x Srx）TiO3铁电薄膜电滞回线的测试分析

采用磁控溅射法制备了PST薄膜,讨论了其制备工艺并着重对其电滞回线进行了测试分析.从测试结果来看,其饱和极化强度Ps典型值为19.0μC/cm2,剩余极化强度为6.6μC/cm2,矫顽场强为16 kV/cm,热释电系数为10-4量级.表明所制备的PST薄膜具有较好的铁电性能.     

基于LaNiO_3和Pt电极的Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3薄膜制备和电学性能研究

采用了溶胶-凝胶(sol-gel)法分别在LaNiO3/Si和Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,在相同的工艺参数下PZT/LaNiO3薄膜表现出高度的(100)取向,而PZT/Pt薄膜则呈现(100)和(111)多晶混合取向。扫描电子显微镜(SEM)结果显示,PZT/LaNiO3薄膜表面晶粒尺寸更加均匀。经过铁电和介电性能测试,PZT/LaNiO3和PZT/Pt薄膜的剩余极化强度分别为24.4和15.3μC/cm2,矫顽场分别为130.90和243.23 kV/cm,介电常数分别为1 125和453。电场强度100 kV/cm时,漏电流分别为10-5和10-2数量级,同时铁电疲劳性能也明显改善。这些结果表明PZT/LaNiO3比PZT/Pt薄膜具有更好的电学性能,在铁电和介电器件方面具有良好的应用前景。     

沉积在Pt电极上的铁电PZP薄膜特性

研究了射频磁控溅射沉积在Ｐｔ电极上的Ｐｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ２薄膜特性。经过不同温度退火处理后得到了钙钛矿结构的ＰＺＴ薄膜。在对其结构的形成和变化进行研究的基础上，探讨了薄膜ＰＺＴ相的形成机理。其电性能的测试表明，这种铁电ＰＴ（５３／４７）薄膜具有较好的铁民性能和疲劳特性。在６００℃下ＰＺＴ薄膜的剩余极化强度Ｐｒ为２４．８μＣ／ｃｍ＾２，矫顽场强度Ｅｃ为７０ｋＶ／ｃｍ。２１０ｋＶ／ｃｍ的     

基于溶胶-凝胶的两种旋涂方法制备PZT厚膜(英文)

采用溶胶-凝胶法,研究了两种在Au/Cr/SiO2/Si基底上沉积PZT(Pb(Zr0.52Ti0.48)O3)厚膜的方法.把与PZT澄清溶胶成分相同的PZT纳米粉混入澄清PZT溶胶,然后超声混合形成PZT浆料,PZT纳米粉的粒径为50～100nm.XRD分析表明两种方法得到的PZT厚膜都获得了单相钙钛矿结构.SEM结果显示两种厚膜厚度大约4μm,第一种旋涂方法制得的PZT厚膜表面粗糙,第二种旋涂方法制得的厚膜表面致密,无裂纹.在1 kHz的测试频率下,第一种和第二种厚膜的矫顽场分别为30 kV/cm和50 kV/cm,饱和极化分别为45 μC/cm2和54 μC/cm2,剩余极化分别为25μC/cm2 and 30μC/cm2.第二种厚膜有较高的直流耐压性能,在300 kV/cm的电场下,仍然保持较好的铁电性能.因而,第二种旋涂方法能够改善PZT厚膜的表面形貌和铁电性能.     

激光脉冲外延生长Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜及其特性研究

利用激光脉冲法在LaAlO3衬底上沉积制备LaNiO3薄膜作为底电极并外延生长(100) Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜,系统研究了生长温度对PZT外延结构和电学特性的影响.研究发现当生长温度高于550℃时即可得到外延(100)PZT薄膜.在对所制备的PZT薄膜的结构和性能测试表明,650℃下生长的PZT薄膜外延性最佳,并且表现出优异的介电和铁电性能,介电常数ε、剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为900、26.5 μC/cm2和52.1kV/cm.试验还证实这种外延PZT薄膜具有优良的抗疲劳特性,可用于铁电存储器的制备中去.     

TiO2种子层对Bi 3.15 Nd 0.85 Ti 3 O 12铁电薄膜的结晶取向和铁电性能的影响

用sol—gel法分别制备了直接沉积在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上和加入了TiO2种子层的Bi3．15Nd0．85Ti3O12（BNT）铁电薄膜，研究了种子层对BNT薄膜结构和电学性能的影响．XRD结果表明直接沉积在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上的BNT薄膜具有（117）和（001）的混合取向，而加入TiO2种子层之后薄膜的最强峰为（200）取向；FE-SEM显示具有TiO2种子层的BNT薄膜，其表面主要是由具有非C轴取向的晶粒组成且更为致密；直接沉积的BNT薄膜和具有TiO2种子层的BNT薄膜的剩余极化Pr值分别为26和43．6μC／cm^2，矫顽场强＆分别为91和80．5kV／cm；疲劳测试表明两种薄膜均具有良好的抗疲劳特性，TiO2种子层的引入并没有降低BNT薄膜的疲劳特性；两种薄膜的漏电流密度均在10^-6-10^-5A／cm^2之间．     

硅基外延La-Sr-Co-O/Pb-Zr-Ti-O/La-Sr-Co-O异质结的制备

在外延SrTiO3（STO）作为缓冲层的Si基片上，应用溶胶-凝胶法（sol-gel）和磁控溅射法，在5．50℃温度下制备了外延的La0.5Sr0.5CdO3／Pb（Zr0．2Ti0．8）O3/La0．5Sr0．5CoO3（LSCO／PZT／LSCO）异质结。X射线衍射结果表明，LSCO／PZT／LSCO异质结是c向外延生长的。当外加电压为60V时，LSCO／PZT／LSCO铁电电容器的剩余极化强度为．50．3μC/cm^2.，当电压为30V时，铁电电容器有效极化强度为80μC/cm^2.。其它电学性能表明。PZT铁电电容器具有较高的电阻率和脉冲宽度对极化强度的影响较弱。     

硅基三元系PMnN-PZT铁电薄膜制备与研究

利用磁控溅射方法在单晶Si基底上沉积三元系铁电薄膜6%PMnN-94%PZT(6%Pb(Mn1/3,Nb2/3)O3-94%Pb(Zr0.52,Ti0.48)O3),采用淬火方法对薄膜进行处理,以促进薄膜钙钛矿结构形成。同时,在相同条件下制备非掺杂PZT(52/48)薄膜以对比薄膜掺杂效果。运用X射线衍射(XRD)技术分析薄膜晶向及晶体结构,运用Sawyer Tower电路测试薄膜铁电性能,运用激光测振仪测试薄膜的压电系数。实验结果表明,所沉积薄膜为多晶钙钛矿结构铁电薄膜,薄膜铁电剩余极化Pr=23.7μC/cm2,饱和极化Ps=40μC/cm2,矫顽场电压2Ec=139kV/cm,横向压电系数e11=-13.2C/m2,薄膜的铁电及压电性能优良。     

磁控溅射制备PST薄膜的介电与铁电性能

（Pb1-xSrx）TiO3系铁电材料是一种互溶性较好的钙钛矿材料，本文采用磁控溅射法，在Si基底上成功地制备了结构致密、性能优良的PST铁电薄膜，其制备工艺可与Si微电子技术兼容。性能测试表明，其介电常数可达900，接近10^3量级，介电损耗较低，约在0．12-0．21之间（-10℃至60℃）。铁电性能也较好，其饱和极化强度可接近10μC／cm^2，矫顽场强约21kV／cm。     

Pb(Hf_(0.3)Ti_(0.7))O_3铁电薄膜的制备与性能研究

采用脉冲激光沉积方法在不同温度下生长Pb(Hf0.3Ti0.7)O3(PHT)铁电薄膜,利用各种表征手段测试并分析薄膜的微观结构和电性能。研究表明,生长温度为400℃沉积的PHT薄膜具有良好的(111)择优取向;PHT薄膜矫顽场(2Ec)为390 kV/cm,剩余极化强度(2Pr)为53.1μC/cm2,经1.5×109次翻转后剩余极化强度保持85%;PHT薄膜绝缘性能良好,相对介电常数约为540。PHT薄膜有望应用于铁电随机存储器。     

外延BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜的结构和性能研究

采用磁控溅射的方法在SrRuO3(SRO)/SrTiO3(001)衬底上外延生长BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,研究沉积温度对BiFe0.95Mn0.05O3薄膜结构、铁电性能、漏电流及疲劳保持特性的影响。X射线衍射图谱显示在780℃生长的BiFe0.95Mn0.05O3薄膜结构良好、无杂相峰。在此温度下,SRO/BFMO/SRO异质结电容器剩余极化强度P r最高,为115μC/cm2,矫顽场Ec约为128 kV/cm,电容器漏电流密度随着生长温度的升高而增大。BiFe0.95Mn0.05O3薄膜电容器在经过1010次极化反转和104s的保持时间后表现出良好的抗疲劳特性和保持特性。     

磁控溅射制备(Pb1-xSrx)TiO3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅((Pb1-xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料,其形成铁电相的温度较低,且易于和半导体工艺结合,应用潜力较大.本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜,并初步研究了其介电和铁电特性.结果表明,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜.其介电特性与测试频率有关,试样的饱和极化强度可达19μC/cm2,剩余极化强度可达6.6μC/cm2,矫顽场强达16kV/cm,热释电系数达10-4C/m2*K量级,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性.     

磁控溅射制备(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅 ((Pb1 -xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料 ,其形成铁电相的温度较低 ,且易于和半导体工艺结合 ,应用潜力较大。本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜 ,并初步研究了其介电和铁电特性。结果表明 ,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理 ,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜。其介电特性与测试频率有关 ,试样的饱和极化强度可达 19μC cm2 ,剩余极化强度可达 6 6 μC cm2 ,矫顽场强达 16kV cm ,热释电系数达10 - 4 C m2 ·K量级 ,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性。