NFO/PZT复合磁电薄膜生长制备及性能的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)法,在制备有SrRuO3底电极的SrTiO3(001)基片上生长高质量的NiFe2O4/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3双层复合磁电薄膜.用X-射线衍射(XRD)对复合薄膜的微结构进行详细表征,结果表明,复合薄膜中NiFe2O4、Pb(Zr0.52Ti0.48)O3结晶良好,且具有单一的面外取向,Φ扫描模式显示NiFe2O4、Pb(Zr0.52Ti0.48)O3均延SrTiO3(001)方向外延生长.磁电性能表征结果表明,由于界面应力效应的作用,复合薄膜的铁电性较单层Pb(Zr0.52Ti0.48)O3明显减弱,而铁磁性基本保持NiFe2O4的软磁特性.     

多层PT/PZT薄膜的结构特性研究

通过溶胶-凝胶（Sol-Gel）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备了多层PT/PZT（PbTiO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3）薄膜,研究了不同退火时间对其纳米结构、结晶性能及相变特性的影响。利用FESEM测试了不同退火时间对薄膜纳米结构的影响,选用XRD与Raman分析了薄膜的结晶取向及相变特点。实验结果表明,随着退火时间的增加,薄膜的三方相向四方相转变,并具有（110）择优取向。退火时间为20 min是PZT薄膜的最佳退火时间,此时薄膜的结晶效果良好、晶粒大小均匀、具有纯钙钛矿结构,此种结构的薄膜有望应用于MEMS器件中。     

多层PT/PZT薄膜的结构特性研究

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO_2/Si基底上制备了多层PT/PZT(PbTiO_3/Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3)薄膜,研究了不同退火时间对其纳米结构、结晶性能及相变特性的影响。利用FESEM测试了不同退火时间对薄膜纳米结构的影响,选用XRD与Raman分析了薄膜的结晶取向及相变特点。实验结果表明,随着退火时间的增加,薄膜的三方相向四方相转变,并具有(110)择优取向。退火时间为20min是PZT薄膜的最佳退火时间,此时薄膜的结晶效果良好、晶粒大小均匀、具有纯钙钛矿结构,此种结构的薄膜有望应用于MEMS器件中。     

PZT/LaNiO3/MgO多层结构制备及性能研究

利用激光脉冲法在MgO衬底上沉积制备LaNiO3(LNO)薄膜作为底电极材料,其上利用射频磁控溅射制备了锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜。试验分析了LaNiO3表面结构和形貌,采用快速退火法在不同温度下对样品进行了热处理,发现在500℃即得到(110)取向、晶化完全的PZT薄膜。在5 V测试电压下发现650℃下晶化的样品表现出非常优异的介电和铁电性能,介电常数(rε,)和损耗(tanδ)分别达570和0.05,漏电流在10-9A量级,电滞回线完全饱和且形状对称,剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)分别为35.8μC/cm2和76.3 kV/cm。     

脉冲准分子激光PZT薄膜的制备

本实验采用脉冲准分子激光沉积（ＰＬＤ）法，在１９３ｎｍ波长，５Ｈｚ频率，４Ｊ／ｃｍ２能量密度条件下，分别在Ｓｉ（１００）和ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上成功地沉积Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）薄膜，并在不同的条件下对ＰＺＴ薄膜进行退火处理。用ＸＲＤ，ＲＢＳ，ＡＳＲ等方法分别测量了薄膜的结构、组份和厚度。     

LSMO／TO薄膜p-n结微观结构对整流特性影响的研究

钙钛矿结构氧化物（ABO3）包含一系列重要性质，如介电、铁电、压电、热电、光电、超导、巨磁电阻及光学非线性等特性和效应。Jin等人观察到掺杂锰氧化物的电阻率在磁场作用下可下降几个数量级，即庞磁电阻效应（CMR），而掺杂锰氧化物也因此成为科技界的研究热点，有望在磁记录、磁探测、磁传感器等方面得到重要应用。为了开发掺杂锰氧化物材料的应用价值和探索CMR的物理机理，各国学者用掺杂锰氧化物制备了多种p-n结。Yan在研究LaSrMnO3／ZnO薄膜p-n结时发现不同生长顺序使得p-n结I-V曲线不再具有整流特性而显示出线性特征。我们采用磁控溅射方法在硅衬底上分别制备了La0.8Sr0.2MnO3／TiOx／Si和TiOx／La0.8Sr0.2MnO3／Si多层膜，进行测量得到了类似结果。利用TEM对薄膜微观结构进行研究，分析了界面结构对p-n结电学行为的可能影响。     

脉冲激光沉积制备NiO(111)外延薄膜及其结构研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在具有六方纤锌矿结构的蓝宝石衬底上制备了NiO外延薄膜,研究了沉积温度、氧分压对薄膜结构和形貌的影响。在650℃、20Pa氧分压的条件下制得了高结晶质量的单晶NiO薄膜。高能电子衍射分析发现,该NiO薄膜沿Al2O3[11–20]方向入射的衍射图像为清晰的斑点,说明NiO薄膜的生长模式为岛状模式,薄膜与衬底的外延匹配关系为:(111)[11–2]NiO//(0001)[11–20]Al2O3。     

脉冲激光沉积GaN薄膜的研究进展

脉冲激光沉积(PLD)技术凭借其低温生长优势,逐步在GaN薄膜外延领域得到广泛应用。回顾了近年来PLD技术外延生长GaN薄膜的研究进展,包括新型衬底上的GaN薄膜外延研究进展,以及作为克服异质外延的重要手段——缓冲层技术的发展现状。从目前的研究进展可以看出,应用PLD技术制备GaN薄膜及其光电器件具有广阔的发展前景。     

脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Ar环境下于Si基片上制备出Ge纳米薄膜.用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)观测了薄膜的微观结构和形貌,分析了它们随激光能量密度和衬底温度的变化情况.结果表明:Ge薄膜在室温下即可以结晶,其平均品粒尺寸随脉冲激光能量密度的增大而增大.当脉冲激光能量密度为0.94 J/cm2时,所制备的薄膜由约13 nm的颗粒组成;当脉冲激光能量密度增大为1.31 J/cm2时,颗粒的平均尺寸增大为56 nm,凡薄膜表面变得比较均匀.此外,当衬底温度从室温升到450℃过程中,晶粒平均尺寸随温度升高而增大.在实验基础上,对薄膜的生长机理进行了分析.     

不同结构多层PZT薄膜的制备及性能特性研究

采用相同的工艺分别制备了锆钛酸铅(PZT,r(Zr)/r(Ti)=52/48)与钛酸铅(PT)两种前驱体,并通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了PZT,PT/PZT-PZT/PT,PT/PZT/-/PZT/PT 3种不同结构的多层PZT薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)测试了薄膜的结构,选用XRD分析了薄膜的结晶取向,采用阻抗分析仪测试了薄膜的介电常数、介电损耗及电压-电容曲线,使用铁电性能测试系统测试了薄膜的铁电性。实验结果表明,PT/PZT/-/PZT/PT结构的薄膜相对于其他两种结构的薄膜具有较高的红外探测率与剩余极化强度及较小的介电损耗,具有强大的应用潜能。     

水热—溶胶凝胶法制备PZT薄膜

采用水热—溶胶凝肢法制备了锆钛酸铅( PZT)压电陶瓷薄膜.首先利用水热法处理Si基板,使之生成SiO2/Si层,然后采用旋涂法在处理好的Si基板上涂覆摩尔比r(Zr:Ti)为52:48的PZT前驱体溶胶.研究了基板处理方式、退火温度以及涂胶层数对PZT薄膜结晶性能、表面形貌及厚度的影响.结果表明:水热处理Si基板对P...     

锆钛酸铅薄膜腐蚀研究

通过对腐蚀溶液的优化,获得了一种刻蚀效果良好的锆钛酸铅(PZT)薄膜的腐蚀溶液配方。文中所采用的PZT薄膜是通过溶胶?蛳凝胶(sol?蛳gel)法获得的,在研究腐蚀溶液组分、温度以及浓度对腐蚀速率影响的基础上,成功获得了PZT薄膜微图形化的湿法腐蚀工艺。通过实验研究,获得了横向和纵向腐蚀速率随温度和浓度变化曲线,侧蚀比（横比纵）小于1:1.07,且图形表面无残留物。     

不同厚度PZT薄膜的制备及电性能特性研究

采用sol-gel（溶胶-凝胶）法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上分别制备了厚度为400nm,600nm,800nm的PZT（锆钛酸铅,Zr/Ti=52/48）薄膜,研究了厚度对薄膜介电性能与铁电性能的影响。通过对薄膜的铁电性能与介电性能进行测试,分析了不同厚度薄膜的剩余极化强度、介电常数与介电损耗;通过对介电调谐率与最大正切损耗的计算,进一步分析了薄膜的介电调谐性能。实验结果表明,薄膜的介电常数与介电损耗随薄膜厚度的增大而增加;厚度为600nm的薄膜具有最好的介电调谐性能与铁电性能。     

Transformation process of laser ablated PZT thin films

Transformation behavior of piezoelectric lead zirconate titanate (PZT) thin films prepared by laser ablation on unheated Al₂O₃ substrates was investigated within a broad temperature region. As-deposited films were mainly amorphous containing some microcrystalline perovskite and pyrochlore phases. The rhombohedral perovskite was the main phase in the films annealed between 500 and 800°C. These films also contained some pyrochIore, PbTiO₃, PbO, and ZrO₂. The PbO and ZrO₂ disappeared in the optimal annealing temperature interval of 700 to 800°C. Decomposition reactions took place above 800°C due to evaporation of lead and diffusion reactions occurred between substrate and film so that the films annealed at 1100°C consisted of ZrO₂, TiO₂, and PbO.     

Evaluation of PZT thin films on Ag coated Si substrates

Fabrication characteristics of hybrid thin film components are investigated. Lead zirconate titanate (PZT) films, thickness 10 μm, are fabricated by using laser ablation on the Ag electrode (about 1 μm thick) which is deposited on 200 μm Si substrates by evaporation. Composition close to the target material is obtained in PZT films even in air and without substrate heating. Low surface energy in the Ag−Si system causes spheroidization of the Ag layer on the fresh Si substrate, but the surface can be modified by grinding and oxidization. Only some cavities exist at the interface. The interface between the Ag electrode and PZT layer is physically continuous, as revealed by electron microscopy. After annealing at 750°C for 2 h, the PZT layer consists of the rhombohedral perovskite phase with a fraction of the pyrochlore phase. Detrimental interdiffusion between Pb and Si occurs during annealing if the PZT thin film is directly on the Si substrate. This is retarded by the presence of the Ag layer.     

激光制备多层铁电薄膜的C—V保持特性研究

采用脉冲准分子激光工艺在Ｓｉ（１００）单晶基片上，成功地淀积了ＢＩＴ、ＰＺＴ／ＢＩＴ和ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ等多层结构的铁电薄膜。通过测量金属／ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ／Ｓｉ多层结构的非回线型Ｃ－Ｖ特性曲线、电容与保持时间的关系，发现三层ＢＩＴ／ＰＺＴ／ＢＩＴ薄膜具有很好的电容保持特性，是铁电场效应晶体管的理想栅极材料     

Thickness-scaling of sputtered PZT films in the 200 nm range for memory applications

In this paper, we present electrical and material properties of thin films (100 to 400 nm) of magnetron-sputtered ferroelectric PZT for memory applications. The optimal lead-compensation power (and the resulting film composition) is independent of film-thickness. Reduction of film-thickness leads to a reduction in the crystallization temperature (from 700°C for 400 nm films to 575°C for 100 nm films), and yields evidence for a two-step growth of perovskite rosettes. An optimized 100 nm film yields 12 μC/cm² for 1.5V operation and fatigues by 25% after 10¹⁰ unipolar stress cycles.     

外延CeO2高k栅介质层的结构及介电性能

利用脉冲激光沉积两步生长法在Si(111)衬底上制备了厚度为10～40nm的外延CeO<,2>薄膜,构建了Pt/CeO<,2>/Si MOS结构.研究了CeO<,2>薄膜的界面及介电性能,实验发现,界面处存在的电荷对MOS结构C-V特性的测量有较大影响,采用两步生长法制备的外延CeO<,2>薄膜在保持较大介电常数的同时...     

微观结构对PZT薄膜反应离子刻蚀的影响

随着锫钛酸铅（PZT）薄膜在铁电微器件中的广泛应用，薄膜微图形化和刻蚀的研究也日益受到重视。研究表明在薄膜的刻蚀过程中，薄膜表面的微观结构和等离子体都对刻蚀有很大的影响。该文研究了具有不同微观结构的薄膜的反应离子刻蚀特性。分别用X-射线衍射图、原子力间力显微镜和X-射线光电子能谱对薄膜表面的微观结构、形貌及刻蚀特性进行测量。结果表明，随着薄膜最终热处理温度升高，薄膜表面越来越致密，刻蚀速率也随之降低。当薄膜处于无定形态结构时薄膜的刻蚀速率较高，最高可达13m／min。