钽镁酸钡缓冲层对锆钛酸铅铁电薄膜性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在Pt/Ti/Si O2/Si基片上,通过引入钽镁酸钡[Ba(Mg1/3Ta2/3)O3,BMT]缓冲层,制备了锆钛酸铅[Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,PZT]铁电薄膜。研究了BMT缓冲层对PZT铁电薄膜结晶和性能的影响。结果表明:引入BMT缓冲层利于PZT薄膜的生长;PZT薄膜具有钙钛矿结构,且没有裂纹、结晶良好、致密性好;缓冲层的厚度对PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响。随BMT缓冲层厚度增加,PZT晶粒增大,介电损耗tanδ逐渐减少,介电常数εr和剩余极化强度Pr先增大后减少,矫顽场Ec先减少后增大。当BMT缓冲层厚约为10 nm时,PZT薄膜具有最优的铁电性能:εr=1 850,Pr=20.2μC/cm2,Ec=43.9 k V/mm。这与BMT与PZT具有相似的晶格常数、较小的晶格失配度和相近的禁带宽度有关。     

Pb用量对锆钛酸铅薄膜微观结构和铁电性能的影响

在Pt/Ti/SiO2/Si基片上,通过多次匀胶旋涂-预热处理工艺制备了PbTiO3(PT)无机薄层夹心的锆钛酸铅(lead zirconate titanate,PZT)薄膜,然后经650℃退火处理得到了所需的具有钙钛矿结构的PZT铁电薄膜.用X射线衍射、原子力显微镜表征了PZT铁电薄膜微观结构,并测试铁电性能.结果表明:制备PT层时的Pb用量对得到的PZT铁电薄膜的微观结构和铁电性能有重要影响.当Pb过量15%(摩尔分数)左右时,得到的PZT铁电薄膜不仅晶界清晰,晶粒尺寸分布均匀,具有纯钙钛矿结构,而且铁电性能优异,剩余极化强度Pr=21μC/cm2,矫顽场Ec=37kV/cm.     

(SrZrO_3)_(10)(SrTiO_3)_(90)缓冲层对PZT结晶及性能的影响

采用Sol-gel法制备了PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT)薄膜,并研究了(SrZrO3)10(SrTiO3)90((SZO)10(STO)90)缓冲层对PZT薄膜结晶和性能的影响.X射线衍射(XRD)结果表明:(SZO)10(STO)90缓冲层对PZT薄膜结晶有取向诱导作用,由(SZO)10(STO)90诱导的PZT薄膜有很强的(111)择优取向,缓冲层将PZT薄膜的取向度α由45.0%提高到了90.1%以上;PZT的(111)择优取向提高了薄膜的电性能,使剩余极化强度Pr从26.8 μC/cm2增大到38.8 μC/cm2.     

厚度对溶胶-凝胶法制备BaTi0.99Fe0.01O3薄膜的结构及电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备在Pt/Ti/SiO₂/(100)Si基片上不同厚度的BaTi_0.99Fe_0.01O₃(BFTO)薄膜，研究了不同薄膜厚度对BFTO薄膜的晶体结构、介电和铁电性能的影响。在薄膜厚度低于370 nm时，BFTO薄膜呈现四方相结构，而随着厚度进一步增加，薄膜的四方性降低。随着厚度的增加，有利于提高薄膜的介电常数，而铁电性能逐渐降低。在厚度为370 nm时，薄膜具有良好的铁电性能和较低的漏电流，剩余极化P_r为12μC/cm²，漏电流密度为2.4×10^-6 A/cm²。     

射频磁控溅射制备PZT铁电薄膜的工艺研究

在SiO2/Si基片上采用直流对靶溅射技术制备出Pt/Ti底电极;应用射频磁控溅射方法,利用快速热处理(RTA)工艺,制备出了具有良好铁电性能的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.将样品进行10min快速热退火处理,退火温度700℃.测试分析表明:薄膜厚度比较均匀、表面基本平整、没有裂纹和孔洞、致密性好、薄膜样品的矫顽场强(Ec)为28.6kV/cm,剩余极化强度(Pr)为18.7μC/cm2,自发极化强度(Ps)为37.5μC/cm2,是制备铁电薄膜存储器的优选材料.     

基于静电耦合的PZT/BTO多层异质薄膜介电增强研究

采用溶胶凝胶法制备了 PbZr0.52Ti0.48O3/BaTiO3(PZT/BTO)多层异质薄膜,讨论了保持总厚度相同的情况下,不同周期厚度对多层异质薄膜的铁电和介电性能的影响.研究表明,随着周期厚度的减薄,层数的增加,层间的晶格失配能有效改善薄膜的结晶度,促使薄膜形貌更加平整和均匀,并且有相对较低的损耗和漏电流密度...     

PMnS-PZN-PZT压电纤维的制备与铁电性能

采用固相法制备了0.8Pb(Mn1/3Sb2/3)0.05(Zr1/2Ti1/2)0.95O3–0.2Pb(Zn1/3Nb2/3)0.28(Zr1/2Ti1/2)0.72O3(PMnS–PZN–PZT)粉末,然后用塑性聚合物方法制备了PMnS–PZN–PZT压电纤维。研究了纤维夹持状态对其铁电性能的影响。结果表明:塑性聚合物法制备的PMnS–PZN–PZT压电纤维具有良好的铁电性能,压电纤维处于自由状态时,剩余极化强度和矫顽场分别为85.4μC/cm2和8.5kV/cm,但电滞回线很难饱和。将纤维采用环氧树脂固化后,剩余极化强度变成39.2μC/cm2,电滞回线呈饱和状态,说明夹持状态对纤维的铁电性能产生很大的影响。高压下压电纤维浇铸前后的漏电流测试结果表明,压电纤维浇铸后剩余极化强度变小主要与漏电流有关。     

La/Nb掺杂对Bi_4Ti_3O_(12)薄膜铁电性能和疲劳特性的影响

采用溶胶–凝胶工艺(sol–gel)在Pt/Ti/SiO2/p-Si衬底上分别制备Bi4–xLaxTi3O12和Bi4Ti3–yNbyO12铁电薄膜,研究La/Nb掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能和疲劳特性的影响。结果表明:La/Nb掺杂均能有效改善Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能和疲劳特性。当La摩尔(下同)掺量在0.5～0.75时,La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜的性能改善作用最好,而且在明显提高薄膜铁电性能的同时,对薄膜疲劳特性的改善更加显著,薄膜经1010极化反转后,其剩余极化强度(Pr)仅下降5.1%。Nb掺杂对提高薄膜铁电性能的作用更加明显,Nb掺量为0.06时,Bi4Ti3–yNbyO12薄膜的Pr高达18.7μC/cm2,但Nb掺量不宜过多,当Nb掺量超过0.06以后,薄膜的铁电性能和疲劳特性均反而有所下降。     

异质界面个数对PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3/Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3薄膜铁电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(PZT)薄膜前驱体溶液,采用水溶液凝胶法制备Ba(Mg_1/_3Ta_2/_3)O_3(BMT)薄膜前驱体溶液。研究了异质界面个数对PZT/BMT薄膜微观形貌、铁电性能的影响。在PZT/BMT薄膜中,PZT薄膜没有裂纹、结晶良好,界面个数的增加有利于PZT薄膜结构的致密。界面个数的增加可降低PZT/BMT薄膜剩余极化值和矫顽场。PZT/BMT薄膜在适当偏置电场下存在一个介电峰值,且正负偏置电场下的介电峰值不同,介电偏压特性曲线呈现不对称分布。采用二极管等效界面势垒和对薄膜电滞回线求导可有效解释介电偏压特性曲线不对称和介电峰值的差异。     

热处理工艺对钙锶铋钛铁电薄膜性能的影响

用溶胶-凝胶法和快速退火技术在带白金电极和钛过渡层的硅片(Pt/Ti/SiO2/Si)上制备了钙锶铋钛(Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15,CsBT-0.4)铁电薄膜.结果表明:退火温度及保温时间对CSBT-0.4铁电薄膜的微观结构、晶粒取向以及铁电性能的影响较大.x射线衍射谱表明:退火温度为750℃、保温时间为5min,得到的CsBT-0.4铁电薄膜样品的晶粒大小较均匀且致密性好,而且晶粒以a轴取向的球状晶粒为主,剩余极化强度(2Pr)和矫顽场(2Ec)分别为16.2 μC/cm2和130kV/cm.