BNT铁电薄膜电容的制备及其特性研究

用脉冲激光淀积方法在p-Si基片上制备了高c轴取向的Bi4–xRxTi3O12(BNT)铁电薄膜,研究了掺钕量x对薄膜铁电性能的影响,结果表明,当x=0.80时,薄膜具有最大的剩余极化(Pr),在应用电压为10V时,Pr及Ec分别达到27×10–6C/cm2和70×103V/cm。在1MHz时,Au/BNT/p-Si(100)电容在读/写开关次数达到1010后表现出较好的抗疲劳特性。     

LSMCD技术制备PLT铁电薄膜的退火工艺研究

液态源雾化化学沉积(LSMCD)技术自1992年问世以来就引起了各国科学家的广泛关注。目前，已成功制备出了多种铁电薄膜。该文系统的分析了采用LSMCD技术制备PLT铁电薄膜在退火温度和退火方式的选择对其相结构的影响，在保证PbO不挥发的情况下，退火温度越高，薄膜的结晶越好；采用混合热处理(RCA)制备的薄膜晶粒尺寸较大，形成了连续致密的薄膜，而快速热处理(RTA)虽可以消除焦绿石相，但薄膜晶粒较小。     

磁控溅射法制备PZFNT铁电薄膜的实验研究

采用RF磁控溅射法在12．7cm的PZT／Pt／Ti／SiO2／Si基片上制备了PZFNT薄膜，后处理采用快速退火工艺，对不同退火温度的薄膜进行了分析。实验结果表明，采用PZT缓冲层对PZFNT薄膜的性能有显著的影响，可明显降低PZFNT薄膜的晶化温度，提高其介电和铁电性能。在优化工艺条件下，可获得介电常数和损耗分别为1328和3.1％，剩余极化和矫顽场分别为29．8℃／cm^2和46kV／cm的铁电薄膜，该薄膜可望在铁电存储器和热释电红外探测器中得到应用。     

Au/PLT/Pt铁电薄膜电容的电学性能

用 Sol- Gel方法研制了 PL T[(Pb0 .83 L a0 .17) Ti O3 ]铁电薄膜 ,结合非挥发性铁电存储器对铁电电容的要求 ,研究了 Au/ PL T/ Pt铁电电容和漏电流、剩余极化、疲劳、开关特性和揭电常数等性能。对厚度为 0 .4 μm的薄膜 ,5 V时的剩余极化强度 Pr=2 2 μC/ cm2 ,矫顽场强度 Ec=6 0k V/ cm,相对介电常数约 130 0 ,漏电流 Id=3.2× 10 -8A/ mm2 ,开关特性优良。疲劳测试表明 ,对Vpp=10 V的锯齿信号 ,经 4 .5× 10 11周期后 ,剩余极化强度衰减 2 0 %。上述性能表明 ,该 PL T膜能用于非挥发性铁电存储器的试制     

激光热冲击引起PZT压电薄膜铁电性能的变化

应用高能量单脉冲激光作用在锆钛酸铅 (PZT)压电薄膜上 ,研究脉冲激光的热冲击对PZT薄膜性能产生的影响。发现在激光未烧熔薄膜的能量密度下 ,经过激光作用后 ,PZT薄膜的铁电性能发生变化 :在外加电压为 6V时 ,剩余极化强度值Pr 从 32 6 99μC/cm2 变到 2 6 316 μC/cm2 ;矫顽电场保持为 38 396kV/cm不变 ;疲劳性能变稳定 ,在循环 1 75× 10 9次时 Pr 衰变率由 4 4 3%变为 34 7%。最后讨论分析了产生这种现象的微观机理。     

MOCVD制备PbTiO3铁电薄膜的研究

由于在动态随机存储器、传感器和探测器等器件中的应用，使铁电薄膜的备成为研究热点。本文报道了利用低压ＭＯＣＶＤ工艺分别在（００１）取向ＳｒＴｉＯ３和重掺杂硅单上制备ＰｂＴｉＯ３电薄膜的工作。通过Ｘ射线衍射、ＡＦＭ和Ｒａｍａｎ光谱对薄膜的微结构进行分析，在ＳｒＢｉＯ３衬底上获得了单畴多畴等几各 态，从实际上证实了铁电薄膜中的形成莫厚度有关；得到了铁电薄膜令痊面台阶生长的实验证据，对薄膜的晶格畸变，晶格     

ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及性能研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出高质量的ZnO薄膜.对薄膜的结构和性能进行了研究.所制备的ZnO是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.ZnO薄膜的霍尔迁移率和载流子浓度分别为8×104m2/(V·s)和11.3×1020 cm-3.     

铁电薄膜与器件的电特性及辐射效应

本文详细讨论了铁电电容和器件的电极化特性的研究方法及其电极化特性的辐照效应。     

微纳BNT铁电薄膜阵列制备及性能研究

采用溶胶-凝胶和旋涂抽滤方法,在硅微通道(Si-MCP)衬底的内壁上涂敷前驱物,然后分别在600℃,650℃,700℃和750℃条件下制备Bi3.15Nd0.85Ti3O12/Si-MCP微纳薄膜阵列,并对其结构及铁电特性进行表征.研究结果显示,退火温度越高,Si-MCP内被局域化的微纳薄膜结晶颗粒尺寸越大,同时BNT/Si-MCP微纳薄膜阵列越趋向沿c轴取向,尤其在750℃下制备的薄膜具有表面形貌均匀和c轴取向程度高等优点,且剩余极化强度可达93.8μC/cm2.     

磁控溅射法制备LiTaO3薄膜及其结晶性能研究

用射频磁控溅射法在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)基片上沉积了LiTaO₃薄膜,并在氧气气氛中不同温度下进行退火。采用SEM、XRD、XPS等表征方法分析了薄膜的结晶性能、各元素化学价态和元素原子百分比。结果表明,经700℃退火处理1h得到的薄膜结晶性能最好,在(104)晶向上具有强烈的择优取向性。薄膜退火温度的升高导致薄膜中Li空位缺陷和O空位缺陷减少。研究表明,薄膜中O/Li的原子比对结晶性能有着非常明显的影响,原子值越接近晶体化学计量比,结晶性能越好。     

两步法快速退火对PSTT5铁电薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在LSCO/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了 0.95Pb(Sc0.5Ta0.5)O3-0.05PbTiO3(PSTT5)铁电薄膜.研究了不同的快速退火(RTA)工艺对PSTT5薄膜的结晶性能和铁电性能的影响.实验结果表明,经两步法快速退火,PSTT5薄膜具有完全钙钛矿结构且呈(220)取向.PSTT5薄膜的铁电性能测试结果也表明,采用两步法RTA处理的PSTT5薄膜具有更好的铁电性能,其剩余极化强度(2Pr)可达25.4 μC/cm2.     

用溶胶—凝胶法制备[（Pb,La）（Zr,Ti）O3]铁电薄膜

利用溶胶－凝胶法制备了［Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］铁电薄膜。利用ＤＴＡ－ＴＧ，ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］凝胶的分解、晶化过程［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］薄膜的显微形貌。为了获得致密无龟裂的［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］薄膜，应使用具有适当粘度的前体溶胶，这是通过控制其浓度和水解度来获得的。     

PLCT系列热释电薄膜的最新研究进展

热释电红外探测器广泛应用于辐射测温，红外光谱测量，安全警戒，红外热成像等领域。掺杂钛酸铅薄膜是性能优异，应用广泛的热释电薄膜，文章主要介绍了镧，钙双掺的钛酸铅薄膜的性能。比较了不同组分的PCT、PLT、PLCT铁电材料的制备方法、结晶性、铁电性、介电性及热释电性能与分组的关系，并对PLT系列热释电薄膜材料的应用前景作了探讨。     

不同择优取向Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的铁电性质

采用化学溶液沉积法在p-Si(100)衬底上制备了LaNiO3(LNO)下电极和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜,分别用X-射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜和铁电测试仪对样品的微结构和铁电性质进行了系统分析。结果表明,低热解温度下制备的LNO薄膜具有(110)择优取向、小的颗粒尺寸和大的电阻率;而高热解温度下制备的LNO薄膜具有(100)择优取向、大的颗粒尺寸和小的电阻率。与以往报道不同,c轴择优取向度大的BLT薄膜显现出更大的剩余极化强度和更小的漏电流,具有更优越的铁电性质。     

Si基Bi4Ti3O12薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol—Gel)法直接在p—Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜，研究了Ag／Bi4Ti3O12／p—si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度，而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

Pb(Sc1/2Ta1/2)O3铁电薄膜的制备及性能研究

用Pb(CH3COO)2·3H2O、Sc(CH3COO)3·xH2O和C10H25O 5Ta为原材料,乙二醇甲醚为溶剂,用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SO2/Si基片上成功地制备出ABO3钙钛矿型结构Pb(Sc1/2Ta1/2)O3(PST)铁电薄膜.该薄膜是研制铁电微型致冷器和非致冷热释电红外焦平面阵列的优选材料.对制备出的PST薄膜进行了介电、铁电和热释电性能测试.测试得到在1 kHz下PST薄膜的介电常数为570,介电损耗为0.02.铁电性能良好,剩余板化强度为3.8～6.0 μC·cm-2,矫顽场为40～45 kV·cm-1.热释电系数为4.0×10-4～20×10-4Cm-2K-1.     

Fabrication of Microcantilever Sensors Actuated by Piezoelectric Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 Thick Films and Determination of Their Electromechanical Characteristics

The integration and the device realization of Pb(Zr, Ti)O₃ (PZT) thick films on Si substrates are known to be extremely difficult because the processing temperature of the PZT thick film is close to the melting point of Si. However, PZT thick‐film devices on Si warrant attention as they are appropriate for biological transducers; they generate large actuating forces and have a relatively high sensitivity for mass detection, especially in liquids. In this study, Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ thick‐film cantilever devices are successfully fabricated on a Pt/TiO₂/SiN_x/Si substrate using a screen‐printing method and microelectromechanical systems (MEMS) process. Elastic and electromechanical properties such as the Young's modulus and transverse piezoelectric coefficient are determined from microstructural and electrical analyses for further mechanical study. The calculated Young's modulus of the thick film, 53.9 ± 3.85 GPa, corresponds to the resonant frequency obtained from the measured harmonic oscillation response. The transverse piezoelectric constant, d₃₁, of –20.7 to –18.8 pC N^–1 is comparable to that of a dense thin film. These values promise the possibility of determining the resonance properties of a thick‐film cantilever by designing its structure and then simulating the harmonic oscillation response. Using the PZT thick‐film cantilever, a strong harmonic oscillation with a quality (Q) factor of about 23 is demonstrated in water. The observation of strong harmonic oscillation in liquid implies the feasibility of precise real‐time recognition of biomolecules using PZT thick‐film cantilevers.     

PbxSr1-xTiO3陶瓷及薄膜的制备和性能研究

研究了Pb的摩尔分数对PbxSr1-xTiO3(x=0.2~0.8)陶瓷微结构和介电性能的影响,当x<0.45时晶体为立方相,x≥0.45时为四方相;随着Pb的摩尔分数增大,陶瓷气孔率下降,致密度增加,晶粒尺寸逐渐增大,居里峰近似线性地向高温方向移动,并具有一致的居里外斯常数。采用射频磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)上制备了Pb0.3Sr0.7TiO3(PST30)薄膜,经550℃退火后为(111)择优取向的多晶薄膜,1 kHz下的可调率为21.8%。     

水热环境下PZT纳米晶的结晶与生长习性

采用TiO2,ZrOCl2.8H2O,Pb(NO3)2为原料,KOH为矿化剂,在200℃,KOH浓度分别为1 mol/L,3 mol/L,5 mol/L,7 mol/L时,水热合成锆钛酸铅纳米晶体。结果表明,KOH浓度严重影响了Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)纳米晶的结晶、生长习性与晶体形貌。当KOH浓度较低时,合成了PZT纳米晶片;当KOH浓度较高时,合成了PZT纳米四方晶柱。合成的纳米晶晶粒度为30 nm,纳米晶粒间通过层叠方式进行生长,成为较大的PZT多晶颗粒。     

PZT铁电薄膜介电性能测试研究

运用数字锁相技术研究了Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)铁电薄膜的介电性能测试技术,随着薄膜微图形化尺寸的缩小,电路寄生参数的影响将逐渐变大并成为主导因素,从而严重影响薄膜介电性能测试的准确性.通过补偿方法,消除了电路寄生参数的影响,准确测量了薄膜的介电常数.通过对溶胶-凝胶制备的PZT薄膜样品的介电性能测试表明,上述补偿法可满足PZT铁电薄膜制备技术及微机电系统中器件设计对PZT微图形性能测试的要求.