溶胶—凝胶法制备的PbTiO3薄膜的光学性质研究

采用溶胶－凝胶法在石英玻璃衬底上制备出均匀透明的无定形PbTiO3薄膜，并对其 光学性质进行了详细的研究，发现其折射率的波形符合经典的Cauchy函数。由半导体理论计算得到无定形的PbTiO3薄膜的光学禁带宽度为3．84eV.FTIR透射光 谱研究表明无定形PbTiO3薄膜在中红外波段没有吸收峰出现，对于在550℃下 快速热退火得到的PbTiO3薄膜，通过远红外反射光谱测量，观察到了6个约外活性声子膜。     

Bi3．25La0．75Ti3O12超薄铁电薄膜的光学性质研究

采用化学溶液沉积法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了厚度小于100nm的Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)铁电薄膜，测量了光子能量为2～4．5eV的紫外可见椭圆偏振光谱．根据经典的电介质光学色散关系和五相结构模型，拟合获得薄膜在透明区和吸收区的光学常数、表面粗糙度、薄膜与衬底界面层以及BLT薄膜的厚度．薄膜在透明区的折射率色散关系可以通过单电子Sellmeier模型成功地进行解释．最后，根据Tauc’s法则，得到Bi0.25La0.7Ti3O12薄膜的直接禁带宽度为3．96eV．     

PbZr0.52Ti0.48O3薄膜红外椭圆偏振光谱研究

用磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2 /Si衬底上制备了PbZr0 .52 Ti0 .4 8O3(PZT)薄膜 .XRD结果表明经过退火后的PZT薄膜呈现多晶结构 .通过红外椭圆偏振光谱仪测量了λ为 2 .5～ 12 .6 μm范围内PZT薄膜的椭偏光谱 ,采用经典色散模型拟合获得PZT薄膜的红外光学常数 ,同时拟合得到未经处理的PZT薄膜和退火后PZT薄膜的厚度分别为 45 4.2nm和 45 0 .3nm .最后通过拟合计算得到结晶PZT薄膜的静态电荷值为 |q|=1.76 9± 0 .0 2 4.这说明在磁控溅射法制备的PZT薄膜中 ,电荷的转移是不完全的 .     

硅基PZT铁电薄膜的制备与性能研究

用溶胶-凝胶（Sol-Gel）方法制备了硅基Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)铁电薄膜。分析了PZT铁电薄膜的表面形貌、晶化程度、界面状态等性质。基于上述分析结果提出并实现了低温退火处理制备有PT过渡层的PZT铁电薄膜的工艺流程。测试了低温制备的PZT铁电薄膜的C-V、漏电等电性能,发现在Sol-Gel法制备PZT铁电薄膜的工艺中加入PT过渡层,有助于提高PZT薄膜的品质。     

磁控溅射法制备的PZT非晶薄膜光学性质研究

采用磁控溅射方法在石英玻璃上制备了PbZrxTi1-xO3(PZT)(x=0．52)非晶薄膜,并测量了200～1100nm的紫外．可见．近红外透射光谱．基于薄膜的结构和多层结构的透射关系,发展了仅有6个拟合参数的光学常数计算模型．利用该模型,可以同时获得薄膜在宽波段范围内的光学常数和厚度,得到折射率的最大值为2．68,消光系数的最大值为0．562,拟合薄膜厚度为318．1nm．根据Tauc′s法则,得到PZT非晶薄膜的直接禁带宽度为3．75eV．最后,利用单电子振荡模型成功地解释了薄膜的折射率色散关系．     

(Bi,Yb)4Ti3O12薄膜退火研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上成功地沉积出(Bi,Yb)4Ti3O12[Bi3.4Ybo.6Ti3O12,BYT]铁电薄膜.系统地研究了退火温度对BYT铁电薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电性能(剩余极化强度)的影响.揭示了退火温度对BYT薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电性能有着明显的影响,给出了最佳退火温度为700℃左右.     

(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜的制备

采用稀有金属镱元素对钛酸铋进行掺杂,以期获得性能较好的(Bi,Yb)4Ti3O12铁电薄膜.采用溶胶-凝胶旋涂法在p型Si(100)基底上成功地沉积出(Bi34,Yb06)Ti3O12[BYT]铁电薄膜.用X射线衍射法对其结构及其成份进行了表征,用铁电分析仪(RT66A)测试了其铁电性.并就影响BYT薄膜铁电性能的因素进行了分析.     

硅基PZT铁电薄膜的界面和表面研究

用高分辨岸民镜等手段研究了溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）工艺制备的硅基Ｐｂ（Ｚｒ,Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）铁电薄膜,发现在ＰＺＴ的上表面生成了ＳｉＯ２,ＰＺＴ与硅衬底的界面处形成了无定型的ＳｉＯｘ层并有铅的沉积,而且热处理温度越高,这种现象越显著。这些结构严重影响了ＰＺＴ铁电薄膜的品质及其应用。在分析上述结构产生机制的基础上提出了Ｓｏｌ－Ｇｅｌ工艺的改进方法。     

Sol-Gel法制备Bi4Ti3O12薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BTO)铁电薄膜,利用X-射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其晶格结构和表面形貌进行了表征,制备的BTO薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构和表面平整致密。对700℃退火的BTO薄膜进行了铁电性能和疲劳特性测试,在测试电压为6 V时,剩余极化值2Pr约为12.5μC/cm2,矫顽电场2Ec约为116.7 kV/cm;经1×109次极化反转后,剩余极化值下降了24%,对其疲劳机理进行了探讨。     

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。     

PbZR0.5Ti0.5O3电子结构的理论研究

计算了铁电固溶体PbZr0.5Ti0.5O3的态密度、能带结构及（100）平面的电子密度图。通过对它的态密度和能带的分析，发现在PbZr0.5Ti0.5O3中钛原子的d电子与氧原子的P电子间存在强烈的轨道杂化，这种杂化对锆钛酸铅的铁电性有着重要的作用。和纯钛酸铅一样，铅原子对PbZr0.5Ti0.5O3的铁电性的存在也有重要作用。     

PLZT非晶薄膜光学性质研究

用溶胶－凝胶技术制备了化学组分为５／５０／５０的ＰＬＺＴ非晶薄膜。测试其２００￣８００ｎｍ波长范围的光学透射谱,和２００￣６７０ｎｍ波长范围的椭偏光谱。得到了ＰＬＺＴ（５／５０／５０）非晶薄膜膜厚和光学常数谱（折射率ｎ谱和消光系数κ谱）,并与组分为９／６５／３５的ＰＬＺＴ非晶薄膜的吸收边和折射率进行了比较。     

不同组分La-Ni-O薄膜的红外光谱特性研究

采用射频磁控溅射和组合靶在260℃的(111)Si上制备了不同Ni、La含量比的La-Ni-O薄膜．通过拟合2～12．5μm波长范围的反射和透射光谱,得出了薄膜在此区间的折射率和消光系数．薄膜的折射率随波长的增长均呈现单调增大的变化趋势,并且随组分的变化,此趋势没有大的变化．而消光系数的邑散却对薄膜的组分具有很大的依赖性．实验结果同时表明,在La含量较高时,薄膜为无定型结构,并且具有较大的电阻率．当Ni、La含量比大于1：1．44后,薄膜具有(100)择优取向的赝立方钙钛矿结构,同时具有金属导电性．薄膜的晶面间距、电导率、折射率和消光系数随着Ni含量的增加具有相似的变化规律．并在Ni:La=1:1时,晶面问距和电阻率达到最小值．对所有实验现象,文中从LaNiO3薄膜的导电机理出发给出了理论分析,并取得了比较一致 的结果．     

分子束外延Pb1—xEuxTe材料的红外透射谱研究

在2.5～25μm范围内测量了分子束外延(MBE)Pb_(1-x)Eu_xTe薄膜材料(x=0,0.011,0.032,0.045)的室温红外透射谱,得到了折射率的色散关系及禁带宽度与组份x的关系,首次报道了禁带宽度与光学介电常数的经验公式,讨论了本文结果与其它报道的不同之处。     

化学溶液法制备PbZr0.5Ti0.5O3／La0.5Sr0.5CoO3铁电多层薄膜的结构和光学性质研究

采用金属有机化学液相沉积法在Si衬底上制备了La0.Sr0.5CoO3(LSCO)导电金属氧化物薄膜，采用溶胶－凝胶法在LSCO导电金属氧化物薄膜上沉积了PbZr0.5Ti0.5O3（PZT）铁电薄膜，X－射线测量结果表明在700℃的退火温度下制备的PZT／LSCO铁电多层薄膜呈（110）取向的钙钛矿结构，谢乐公式估算铁电薄膜的晶粒尺寸为50－80nm，原子力显微镜观察结果显示：薄膜表面平整，均方根粗糙度（RMS）小于5nm，用拉曼光谱测量表明PZT薄膜呈拉曼活性，椭圆偏振光谱仪用来表征薄膜在400－1700nm波长范围的光学性质，用洛仑兹模型来描述PZT和LSCO薄膜的光学性质，获得PZT和LSCO薄膜的折射率，消光系数等光学常数谱。     

化学溶液分解法制备的Bi2Ti2O7薄膜的红外光学性质研究

采用化学溶液分解法在n-GaAs(100)衬底上制备了Bi2 Ti2 O7薄膜．利用红外椭圆偏振光谱仪测量了波长为：2.8-12.5μm范围内Bi2 Ti2 O7薄膜的椭偏光谱,采用Lorentz-Drude色散模型拟合获得Bi2 Ti2 O7薄膜的红外介电常数,并进一步计算得到折射率n、消光系数κ和吸收系数α,拟合计算得到Bi2 Ti2 O7薄膜的厚度为139．2nm.