铁电薄膜材料及其制备技术的发展

综述了铁电薄膜材料及铁电薄膜制备技术的发展概况。阐述了几种典型铁电薄膜材料及主要制备技术的特点。     

YMnO_3薄膜的铁电性能及其应用

对金属 -铁电体 -半导体场效应晶体管器件而言 ,具有六方晶系结构的稀土锰酸盐 ( Re Mn O3)是性能优良的薄膜材料 ,它们的介电常数低 ,仅仅只有单一的极化轴 ,没有挥发性的元素 Pb、Bi等。本文作者对 Re Mn O3材料的结构特征、制备方法及其铁电性能等进行了介绍 ,并指出存在的困难及其发展方向。     

当前铁电学和铁电材料研究的几个问题

概括分析了近一二年来国际上铁电学和铁电材料研究的发展，提出了发展我国相关研究的一些设想，包括铁电物理学的发展、铁电材料的研究、铁电薄膜、铁电薄膜器件的市场前景分析，以及铁电微电机械系统等．     

薄膜的截面TEM样品制备

薄膜材料的厚度仅为微米量级或者更薄，对其微结构的研究十分困难，许多表征方法难以采用。透射电子显微分析（TEM）是薄膜材料微结构研究最重要的手段之一。尽管采用TEM平面样品研究薄膜的微结构在样品制备方面相对容易，但由于薄膜依附于基材生长，且通常具有择优取向和柱状晶生长等微结构特征，因而采用截面样品从薄膜生长的横断面进行观察和研究，可以得到更多的材料微结构信息。但是薄膜的TEM截面样品制备过程较为繁杂，难以掌握。已有的文献主要介绍了Si基片上生长薄膜的TEM截面样品制备方法，对金属基片薄膜截面样品的制备方法介绍不多。     

钛酸锶钡(BST)薄膜的制备与应用研究进展

介绍了钛酸锶钡(BST)薄膜的四种制备方法(脉冲激光沉积、磁控溅射、溶胶–凝胶、金属有机化学气相沉积)及BST薄膜在介质移相器、动态随机存储器、热释电红外探测器、H2探测器中的应用等方面的研究进展。提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等。     

Nd掺杂对BiFeO3薄膜微结构和电学性能的影响

采用化学溶液方法,在LaNiO3/Si(100)衬底上生长了Nd掺杂的BiFeO3薄膜.XRD分析结果表明,随着Nd掺杂量的增加,薄膜晶格变小,Nd掺杂量为20%时,薄膜出现杂相.介电测试表明,随着Nd掺杂量的增加,介电常数和损耗减小,Nd掺杂量为2%的薄膜表现出很强的介电色散现象并出现介电损耗弛豫峰,其符合类德拜模型特征.随着Nd掺杂量增加,薄膜的漏电流减小,在低电场下,电流输运遵从SCLC模型,在高场下,电流输运遵循Poole-Frenkel模型.分析结果表明Nd掺杂对薄膜微结构和电学性能有显著影响.     

BSTO/RO铁电移相材料的介电性能及应用探讨

采用固相反应法制备了不同组分钛酸锶钡/轻金属或稀土氧化物(BSTO/RO)铁电移相材料。研究了该系材料的介电性能。结果表明:对于Ba0.6Sr0.4TiO3/质量分数为60%RO材料,1MHz下,εr为119,tanδ为0.001;3.37GHz下,εr为110,tanδ为0.004。3×103V/mm偏置场强下,介电调谐率η为12.8%。材料的介电性能基本上达到了相控阵移相器的使用要求。     

锆钛酸钡薄膜材料制备研究进展

综述了磁控溅射、脉冲激光沉积、sol-gel法制备锆钛酸钡(简称BZT)薄膜的研究现状,及其制备工艺参数与显微结构、介电性能的关系,提出了制备BZT薄膜材料需要解决的工艺和理论问题。     

脉冲激光沉积制备铁电薄膜材料研究进展

铁电薄膜是一类重要的功能材料,是近年来高新技术研究的前沿和热点之一。脉冲激光沉积(PLD)是制备铁电薄膜的一种重要方法。综述了脉冲激光沉积制备铁电薄膜的历史、工艺参数、特点和采用此方法制备出的某些材料的铁电性能。     

（Pb,La）TiO3铁电薄膜的制备及热释电性能研究

讨论了ＰＬＴ１５铁电薄膜的溶胶－凝胶制备技术,及ＰＬＴ薄膜的结构和电性能研究。结果表明,在Ｓｉ基片上成功地生长出钙钛矿型结构多晶铁电薄膜,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ上外延生长出（１１１）ＰＬＴ１５铁电薄膜。溶胶－凝胶制备的ＰＬＴ１５铁电薄膜具有优良的热释电性能,其热释电系数ｐ为５．２５×１０－８Ｃｃｍ－２Ｋ－１,电压响应率优值ＦＶ达到０．７８×１０－１０Ｃｃｍ／Ｊ,探测率优值Ｆｍ为１．１３×１０－８Ｃｃｍ／Ｊ,适于制备热释电红外探测器     

Bi_(3.5)Yb_(0.5)Ti_3O_(12)铁电薄膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上淀积了Bi3.5Yb0.5Ti3O12(BYT)铁电薄膜,研究了在不同退火温度下形成的BYT薄膜的微观结构以及铁电性能方面的区别。结果发现,在610,660,710和760℃不同温度下退火的BYT薄膜的结晶度不同,退火温度越高的BYT薄膜,其结晶度越高。并且发现,BYT薄膜的剩余极化值(2Pr)在710℃以下随退火温度增高而增大,在710℃达到最大;在外加400kV/cm电场时2Pr为36.7μC/cm2,然后随退火温度上升又有所下降。     

射频磁控溅射制备钛酸锶钡薄膜的研究进展

综述了射频磁控溅射制备钛酸锶钡(BST)薄膜的国内外研究动态,详细阐述了溅射工艺参数(电极、溅射气压、氧分压、温度)对BST薄膜微结构和电性能的影响,提出了射频磁控溅射制备BST薄膜中亟待解决的问题。     

溶胶-凝胶法制备PZT薄膜研究进展

随着微机电系统(MEMS)产业的快速发展,铁电薄膜材料作为微机电器件的重要组成部分而愈受重视。锆钛酸铅(PZT)薄膜具有优越的压电性、热释电性及光电性等性能,在微电子、压电、光学及半导体等领域展现了巨大的应用潜力。因此,高性能PZT薄膜的制备技术及制备工艺一直备受关注。其中,溶胶凝胶法因具有易于控制成分,所需设备成本低及制备薄膜的均匀性好等优点而被广泛用于PZT薄膜制作中。该文在溶胶凝胶法基本原理及制作工艺的基础上,着重分析了溶胶凝胶法制备PZT薄膜的研究现状,总结了当前溶胶凝胶法的技术特点,并指出了研究中存在的不足及未来的潜在改进方向。     

Sol—Gel方法制备掺Y PZT铁电薄膜材料的研究

介绍用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ方法制备掺ＹＰＺＴ（ＰＹＺＴ）铁电薄膜的工艺，并比较了ＰＺＴ和ＰＹＺＴ薄膜的性能参数。实验结果表明，掺Ｙ后使ＰＺＴ铁电薄膜的性能得到改善     

BST薄膜铁电移相器研究进展

钛酸锶钡(BST)薄膜因其具有高的介电调谐量,相对低的损耗tgδ和快的开关速度,在微波移相器的应用中显示出巨大优势。介绍了改善BST薄膜的介电性能的有效方法,衬底材料的选择,以及BST薄膜铁电移相器的结构类型和研究进展。     

高介电常数材料在半导体存储器件中的应用

高介电常数材料是当前微电子行业最热门的研究课题之一。它的应用为解决当前半导体器件尺寸缩小导致的栅氧层厚度极限问题提供了可能性 ,同时利用一些高介电常数材料具有的特殊物理特性 ,可实现具有特殊性能的新型器件。文中主要介绍几类常用的高介电常数材料的特性和制备方法 ,及其在半导体存储器件中的应用和前沿课题     

铁电材料光伏效应调控研究获进展

光伏效应广泛存在于Barri0,、Pb（Zr,Ti）O,等铁电材料中。由于较大的禁带宽度,铁电材料的光电转换效率通常较低。新型铁电材料BiFeO,因其禁带宽度相对较窄．人们在这种材料中发现了明显的光伏效应。相比单晶块体和外延薄膜材料,多晶BiFeO,薄膜因其制备工艺简单、成本低等因素在光探测及光电转换等应用方面具有明显优势和潜在前景。 中科院宁波材料技术与工程研究所李润伟研究员领导的研究组,使用溶胶一凝胶法成功地制备了多晶BiFeO,     

一种新型BST薄膜移相器的电路设计

采用铁电材料钛酸锶钡(BST)的薄膜移相器以其成本低廉、响应速度快、频带宽、体积小、重量轻、控制简单等诸多优点而引起关注.本文对BST薄膜移相器的设计模型进行研究分析,提出了一种新型的电路结构,在BST材料移相器的大移相量和尽可能低的损耗一对矛盾中找到一个平衡点.并通过ADS仿真验证了这一新型电路.     

高介电性能绝缘材料新制备方法研究

随着相关设备用电量的不断增大,储能元件越来越走向高电压、大电流、高储能的发展方向.其中,电容器是应用比较多的绝缘材料之一,相关设备的改进和升级也对这一绝缘材料的介电性能提出了更高的要求.文章介绍了高介电性能绝缘材料的新制备方法,为更好地应用相关技术、实现电容器绝缘材料高介电性能实现提供一些思路.     

非致冷钛酸锶钡铁电薄膜红外探测器

采用半导体微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)技术制备了具有热隔离微桥的8×8元非致冷Ba0.8Sr02TiO3薄膜红外探测器列阵原型器件.热释电性能优良的Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜是使用浓度为0.05M的前躯体溶液、采用Sol-Gel制备的.在5～30℃的温度范围内,Ba0.8Sro2TiO3薄膜的热释电系数大于20nC/cm2K,在16.8℃处达到最大值41.3 nC/cm2K.在19℃的环境温度下,使用500 K黑体作为红外辐射源,测得10 Hz调制频率下,探测单元的探测率D*为5.9 × 107cmHz1/2W-1.对器件结构的进一步改进和测试条件的进一步改善可望获得更高的探测率.