沉积温度对Na0.5Bi0.5TiO3铁电薄膜结构与性能的影响

利用脉冲激光沉积法和磁控溅射法在（001）SrTiO3单晶基片上构架了铁电异质结电容器Pt/La0.5Sr0.5CoO3/Na0.5Bi0.5TiO3/La0.5Sr0.5CoO3/SrTiO3（LSCO/NBT/LSCO/STO）。利用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）、铁电测试仪和压电力显微镜（PFM）研究了沉积温度对Na0.5Bi0.5TiO3（NBT）铁电薄膜的表面形貌、微结构和电学性能的影响。AFM结果表明,NBT薄膜晶粒尺寸随着沉积温度的增加先变小后增大。XRD结果显示,不同沉积温度下生长的NBT薄膜均为（00l）择优取向结构。铁电测试仪和PFM结果表明,NBT薄膜的铁电和压电性能随着沉积温度的增加先增大后减小,650℃生长的薄膜具有最高的剩余极化强度（19.6μC/cm^2）和最大的有效压电系数（146 pm/V）。

含Ti-Al阻挡层的硅基Na0．5Bi0．5TiO3电容器的结构与电学性能

通过射频磁控溅射法和脉冲激光沉积法,以Ti-Al为阻挡层,在(001)Si衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO_3(LSCO)/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT)/LSCO(LSCO/NBT/LSCO)异质结铁电电容器。研究了Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3铁电薄膜的结构和物理性能。结果表明:Ti-Al阻挡层为非晶结构,NBT薄膜结晶质量良好。在1 500 k V/cm驱动电场下,LSCO/NBT/LSCO电容器呈现饱和的电滞回线,具有较大的剩余极化强度(47.9μC/cm2)和较小的脉宽依赖性,而且抗疲劳特性和保持特性良好。此外,漏电机制研究表明:当外加电场小于400 k V/cm时,LSCO/NBT/LSCO电容器满足欧姆导电机制,在电场大于400 k V/cm时,满足空间电荷限流传导机制。

Pt/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)电容器的结构和铁电疲劳特性

采用偏轴磁控溅射法,以单晶钛酸锶(001)SrTiO_(3)(STO)为衬底,不同沉积温度下外延生长了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3)(LSCO)氧化物底电极。X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)结构表征以及四探针方阻测试结果表明:LSCO薄膜外延(00l)取向最优温度沉积条件为550℃。此外,利用脉冲激光沉积法,以LSCO/STO异质结为模板,构架了Pt/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)(NBT)/LSCO/STO铁电电容器。XRD和AFM结构表征表明:NBT薄膜为(00l)外延结构。电流密度-电压测试曲线结果表明,室温变为70℃时,Pt/NBT/LSCO异质结漏电流密度有所增加,但未改变导电机制:低压下为欧姆导电和高压下为陷阱的空间电荷限制电流导电。在5 V驱动电压下,室温和70℃时,Pt/NBT/LSCO电容器具有饱和的电滞回线和保持特性,且经过10^(10)翻转后,均未产生疲劳。