以LaNiO_3为电极在Si衬底上生长的(Ba,Sr)TiO_3薄膜的结构和介电性质

利用射频磁控溅射技术,在传导的钙钛矿型的LaNiO3电极上生长了(Ba,Sr)TiO3薄膜。为了研究生长温度对(Ba,Sr)TiO3薄膜结晶程度的影响,沉积过程中选择了100℃-700℃的衬底温度。在300℃的较低生长温度时,薄膜由无定型相开始转变为多晶相;当生长温度增加到500℃以上时,薄膜呈现出高度的(h00)取向。利用扫描电子显微镜(SEM),可以看到在600℃时,薄膜的表面形貌光滑而且致密。另外,随着生长温度的提高,薄膜的相对介电常数(rε)因为结晶性的改善快速增大;在500℃以上时增加得比较小。薄膜在600℃以上时,其介电损耗低于0.02。同时研究了不同生长温度条件下薄膜的电容-电压特性,薄膜的调谐率随着结晶性的改善获得了极大的提高,这主要是薄膜介电常数增大的结果。

改善(Pb,Ca)TiO_3薄膜的铁电性能研究

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在LaNiO3/Si(111)基片制备出高度(100)取向生长的钙钛矿相(Pb0.76Ca0.24)TiO3(PCT)薄膜。用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌;测试了薄膜的铁电和介电特性。PCT薄膜的剩余极化强度和矫顽场分别为9.3μC/cm2和64kV/cm,在100kHz薄膜的介电系数和损耗分别为231和0.045。比较了在不同电极制备PCT薄膜的结果,用LaNiO3作底电极,改善了铁电性,降低了矫顽场。

LaNiO_3底电极上Bi_4Zr_(0.5)Ti_(2.5)O_(12)薄膜的制备及性能

利用Sol-gel法在p-Si(111)衬底上制备了LaNiO3底电极,再利用Sol-gel法在LaNiO3底电极上制备出Bi4Zr0.5Ti2.5O12(BZT)铁电薄膜,对其微观结构和电学性能进行了研究.利用X射线衍射仪、原子力显微镜和扫描电镜观测其微观结构,发现制备的BZT薄膜具有单一的钙钛矿晶格结构,并且薄膜表面晶粒尺寸均匀,结晶情况良好.对Pt/BZT/LaNiO3电容结构进行了铁电性能研究,在测试电压为25V时,2Pr和2Vc分别达到28.2μC/cm2和14.7V;经过1×1010次极化反转后,剩余极化值下降了大约13/;室温下,在测试频率1kHz时,薄膜的介电常数为204,介电损耗为0.029;漏电流测试显示制备的BZT薄膜具有良好的绝缘性能;C-V曲线为顺时针方向回滞,存储窗口大约为3.0V,C-V特性测试显示这种Pt/BZT/LaNiO3结构有望实现极化型存储.

高择优取向(100)PZT铁电薄膜的磁控溅射生长

以射频(RF)磁控溅射法分别在S i(111)和Pt(111)/Ti/S iO2/S i基底上溅射沉积LaN iO3(LNO)薄膜电极,沉积过程中基底温度为370℃,然后对沉积的LNO薄膜样品进行快速热退火处理(500℃/10 m in)。X射线衍射(XRD)分析表明:S i(111)基底上LNO电极表现出高度的(100)取向,而Pt(111)/Ti/S iO2/S i基底上LNO电极则表现较强的(111)择优取向。然后在(100)LNO薄膜电极上生长PZT铁电薄膜,通过合适溅射工艺参数的选择,成功地制备了高度(100)取向的PZT铁电薄膜。