采用氧化物复合底电极的BTO薄膜结构和性能

用球磨法制备Bi4Ti3O1(2BTO)靶材。用PLD法在Pt/TiO2/SiO2/Si基片上先分别以三种氧化物SrRuO(3SRO)、LaSrCoO3(LSCO)、LaNiO3(LNO)和Pt生成复合底电极,再在其上生长了外延取向的BTO薄膜。分析了薄膜的结构和性能。结果表明,这种BTO薄膜的c轴取向得到抑制,其极化强度从0.45×10–6C/cm2提高到0.9×10–6C/cm2;矫顽场强从90×103V/cm下降到50×103V/cm。

复合靶溅射Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的结构和相变

采用金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法 ,在 Si基片上沉积制备 Bi4 Ti3O1 2 (BTO)铁电薄膜 ,用变温 X-射线及热分析等方法研究 BTO铁电薄膜的结构和相变 ,结果表明 ,在温度为 35 0～ 4 4 5°C之间 ,薄膜经历由烧绿石相向钙钛矿相的结构相变 ,在 6 70°C附近 ,薄膜由铁电相向顺电相转变 ,该相变是由于晶格畸变量 b/ a随温度上升连续减小 ,使得薄膜晶体对称性发生改变引起 ,在相变附近未观察到潜热的产生。

钛酸钡基阻变存储单元的构建及其特性

采用磁控溅射在低阻态Si(100)衬底上制备均匀的钛酸钡(BTO)薄膜,通过磁控溅射制备Ag电极,构建Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元。利用XRD,SEM和AFM对不同退火温度和保温时间下的BTO薄膜结构和形貌进行表征,利用数字源表对Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元进行阻变性能测试。结果表明,退火温度750℃、保温0.5 h条件下制备的BTO薄膜结晶度最高,薄膜表面晶体颗粒呈均匀分布,构建的Si(100)/BTO/Ag阻变存储单元阻变性能最佳,呈现典型的双极性开关效应。

不同氧含量三明治结构BaTiO_(3)薄膜的制备及其光电性能研究

针对不同氧含量薄膜结构对钛酸钡薄膜微观结构与光电性能的影响进行研究,通过射频磁控溅射法制备高质量的钛酸钡薄膜。设置基片加热温度为350℃,工作气压为1.6 Pa,溅射功率为150 W,当总溅射时间为200 min时,在ITO基片上构建具有“贫氧+富氧+贫氧”三明治结构的钛酸钡薄膜。采用XRD、SEM、XPS等对薄膜微观结构、形貌和元素含量进行表征,采用LCR测试并计算得到薄膜的介电常数及介电损耗值。实验结果表明,制备的三明治结构薄膜厚度为810 nm,其平均可见光透光率可达55%,薄膜的介电常数为3.8,介电损耗值小于0.18。采用“贫氧+富氧+贫氧”三明治结构有利于提高钛酸钡薄膜的结晶性,且有利于提高钛酸钡薄膜的晶粒尺寸,提高钛酸钡薄膜的介电常数,降低其介电损耗值。

LaFeO3缓冲层对BaTiO3铁电薄膜电学性能的调控

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了BTO、LFO/BTO和LFO/BTO/LFO三种结构的BTO铁电薄膜,旨在通过LFO缓冲层来调控BTO薄膜的电学性能.研究发现:LFO缓冲层的引入减小了BTO铁电薄膜的漏电流,提高了其电滞回线的矩形度,获得了更高的剩余极化、饱和极化和更低的矫顽电压.这种调控作用在LFO/BTO/LFO薄膜中的效果要比在LFO/BTO中更加明显.结果表明,通过合理地设计LFO缓冲层,可以有效地改善BTO铁电薄膜的宏观电学性能.

Bi_4Ti_3O_(12)/BaTiO_3铁电复合薄膜的制备

利用脉冲激光分子束外延技术(MBE)在LaAlO3(100)基片上依次沉积了La2/3Sr1/3MnO3(LSMO)、BaTiO3(BTO)和Bi4Ti3O12(BIT)薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、压电力显微镜(PFM)和铁电仪研究了复合薄膜的晶体结构、表面形貌、畴结构、单点压电响应信号以及电滞回线。结果表明所制BIT/BTO铁电复合薄膜沿c轴择优取向生长,其PFM相位曲线的畴翻转特征加之明显的振幅-电压蝴蝶曲线证实了该复合薄膜具有良好的铁电性;在外加8 V电压下BIT/BTO复合薄膜的剩余极化强度(2Pr)为(2.6±0.1)×10–6 C/cm2,而单层BIT和BTO铁电薄膜的2Pr仅为(1.1±0.1)×10–6 C/cm2和(0.3±0.1)×10–6 C/cm2,该现象与复合薄膜的界面效应以及晶体结构畸变有关。