溶胶-凝胶法PLT薄膜的形成与热处理温度关系研究

利用溶胶－凝胶法合成了透明溶胶和白色稳定乳浊液两种前驱体，通过Ｄｉｐ－ｃｏａｔｉｎｇ方法分别利用掺入及不掺入同配方的晶体微粉的这两种前驱体制备了Ｐｈ０．９Ｌａ０．１５ＴｉＯ３ 薄膜，并通过 Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）；扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和介电常数测试等手段进行了形成特性研究和比较．结果显示，利用白色乳浊液前驱体制备的Ｐｂ０．９ ＬＡ０．１５ＴｉＯ３ 薄膜，其最初形成钙钛矿相的温度比利用透明溶胶制备的同样薄膜的温度降低约４０～５０℃；利用透明溶胶前驱体制备的Ｐｂ０．９Ｌａ０．１５ＴｉＯ３薄膜在热处理温度高到约５７５℃时，钙钛矿相的晶格常数相应下降；约在５２５℃热处理时，薄膜居里温度出现在室温附近；较高的热处理温度时，薄膜中形成的钙钛矿相中Ｌａ的固溶度相对较小，反之则Ｌａ的固溶度较高．

PLT薄膜的制备及其非线性光学性能

用金属有机物热分解法（MOD法）制备了含镧PLT薄膜，用Z－scan技术测试其非线性光学性能.结果表明：低镧（≤25％，摩尔百分数）的PLT薄膜下显示非线性光学效应；高镧的PLT薄膜非线性光学效应较强．PLT30薄膜的非线性折射率高达0．3μesu（静电单位）．

射频磁控溅射制备纳米PLT薄膜的研究

用射频磁控溅射技术，在玻璃衬底上制备出纳米级ＰＬＺＴ薄膜．ＸＲＤ、ＴＥＭ分析表明，薄膜为纯钙钛矿结构，平均粒径为２～５ｎｍ．Ｒａｍａｎ光谱表明，纳米级晶粒尺寸使得薄膜的Ｒａｍａｎ峰向低波数方向移动．

溶胶-凝胶法制备掺镧钛酸铅铁电薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了La掺杂的PbTiO3铁电薄膜(PLT),X-射线衍射测量表明PLT薄膜呈高度(100)择优取向,原子力显微镜和扫描电子显微镜测量表明制备的PLT薄膜的表面平整、结构致密。RT66A测量表明PLT薄膜有优良的铁电特性,500kV/cm的外加电场下,剩余极化为10.6μC/cm2,矫顽电场为55kV/cm。用HP4194A分析了薄膜的介电特性。100kHz时的介电常数为652。

(Pb,La)TiO_3/LaNiO_3异质结薄膜的漏电流特征

采用溶胶-凝胶法(sol-gel),以LaNiO3(LNO)为底电极在/Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了(Pb1-xLax)Ti1-x/4O3(x=28mol%,简称PLT)薄膜。经过600℃快速退火,从而得到了多晶钙钛矿结构PLT薄膜。薄膜漏电流和电压极性有关,当在Pt电极或LNO电极施加负偏压时,在低电场作用下,Pt/PLT和PLT/LNO界面分别形成肖特基势垒和欧姆接触;在高电场作用下,Pt/PLT和PLT/LNO界面的漏电流均呈现空间电荷限制电流导电机制。这是因为用金属氧化物LNO做底电极的缘故。

Pb_(1-x) La_xTiO_3薄膜的制备及特性研究

用溶胶－凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｔＯ２／Ｓｉ（１００）基底上制备Ｐｂ１－ｘＬａｘＴｉＯ３（ＰＬＴ，ｘ≤０．２）薄膜，研究薄膜的结构及其介电、电性质铁电性能。在６００℃ 下退火１ｈ的ＰＬＴ薄膜表现出单一的钙钛矿结构，（１００）择优取向明显。在室温下ＰＬＴ薄膜有典型的电滞回线。在ｘ≤０．２（摩尔比）的范围内，ＰＬＴ薄膜的矫顽场、剩余极化强度和随着Ｌａ的增加而降低，相对介电常数则随着Ｌａ的增加而增加。

二氧化锡衬底上Sol-GelPLT膜的性能研究

用Sol-Gel钛酸镧铅 (PLT)溶胶 ,在CVD法沉积生成的二氧化锡 /玻璃衬底上旋转涂胶成膜。经快速热退火 (RTA)处理后 ,用X射线衍射 (XRD)测试了膜的结晶取向 ,用RT66A测试了膜的电学性能。结果表明 ,Sol-GelPLT膜在SnO2 衬底上能正常结晶 ,结晶温度与在Pt衬底上一致 ,结晶取向以〈10 0〉为主取向。 10V时 ,SnO2 衬底上厚度为 0 5 6μm的PLT膜的漏电约为 5 6× 10 - 7A/mm2 ,比Pt衬底上同等厚度的PLT膜高约一个数量级。膜的剩余极化强度Pr=2 4μC/cm2 ,比Pt衬底上的高。PLT/SnO2 的疲劳特性优于PLT/Pt结构。

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜的铁电畴的研究

压电力显微镜(PFM)和非线性介电扫描显微镜(SNDM)是近年来发展起来的一项专门测量压电系数的技术.本实验中,分别通过LPFM,VPFM,SNDM观察了(Pb,La)Ti O3薄膜的面内畴、面间畴和非线性介电常数的分布.分析结果表明,薄膜内部存在面内极化电畴、向上、向下的电畴以及介电常数分布具有非线性特性.PFM可以描绘薄膜电畴的三维立体图形,SNDM和PFM都可以较好地表征铁电薄膜的表面极化状态.

(Pb,La)TiO_3铁电薄膜的太赫兹时域光谱实验研究

利用THz时域光谱技术（THz-TDS）探测了制作在SiO2／Si衬底上的（Pb，La）TiO3铁电薄膜的频谱响应，获得了三种不同烧结温度的掺镧钛酸铅（PLT）薄膜的THz频谱。根据实验数据计算得到了PLT薄膜在0．2～3THz频段内的吸收系数、折射率和复介电常数，并对比了三种不同烧结温度的PLT薄膜的实验计算结果。实验结果表明，三种PLT薄膜在所测频段内均有较强吸收，且都在1．5THz处有一个明显的吸收峰，在2．25THz处有一个相对较弱的吸收峰。

Pb_(1-x)La_xTiO_3薄膜的制备及介电特性研究

用溶胶—凝胶法在 Pt/ Ti/ Si O2 / Si(1 0 0 )基底上制备 Pb1-x L ax Ti O3 (PLT,x<0 .2 )薄膜 ,研究薄膜的结构及其介电、铁电性能。在 60 0℃下退火 1小时的 PL T薄膜表现出单一的钙钛矿结构 ,(1 0 0 )择优取向明显。在室温下 PLT薄膜有典型的电滞回线。在 x<0 .2 (摩尔比 )的范围内 ,PLT薄膜相对介电常数则随着 La的增加而增加。

用陶瓷靶通过RF磁控溅射制备的热电Pb1—xLaxTi1—x／4O3薄膜

用陶瓷靶通过ｒｆ磁控溅射可重复地得到高质量的热电Ｐｂ１－ｘＬａｘＴｉ１－ｘ／４Ｏ３薄膜。已研究了溅射参数对薄膜成分和结构的影响并把它与等离子体的辐射光谱联系起来。通过控制等离子体辐射的Ｐｂ（４０６ｎｍ）和Ｔｉ（３９６ｎｍ）相对强度，使溅射条件最佳化来生产化学计量的和强ｃ轴取向的薄膜。在稳定条件下，利用陶瓷靶提供了等离子体的稳定性和２Ａ／ｓ的高沉积率。ＰＬＴ薄膜表现出好的热电参数。

(111)取向(Pb,La)TiO_3铁电薄膜中90°纳米带状畴与热释电性能的研究

采用射频磁控溅射技术在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上生长了掺镧钛酸铅(PLT)铁电薄膜.用X射线衍射技术(XRD)研究了PLT薄膜结晶性能,结果表明PLT薄膜为(111)择优取向钙钛矿相织构.使用原子力显微镜(AFM)和压电响应力显微镜(PFM)分别观察了PLT薄膜的表面形貌和对应区域的电畴结构.PFM观察显示PLT薄膜中存在90°纳米带状畴,电畴的极化为首尾相接的低能量的排列方式,带状畴的宽度为20—60nm.研究了PLT10铁电薄膜的制备条件与性能之间的关系.发现在优化条件下制备的PLT10铁电薄膜的介电常数εr为365、介电损耗tgδ为0.02,热释电系数γ为2.18×10-8C.(cm2.K)-1,可以满足制备非制冷红外探测器的需要.

Pb_(1-x)La_xTiO_3薄膜的制备及介电性质的研究

在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上用溶胶-凝胶法制备了Pb1-xLaxTiO3薄膜,对膜进行XRD、SEM、介电、铁电性能测试,研究了退火温度、掺La量对薄膜性能的影响,结果发现在600℃下退火1h的PLT薄膜呈现钙钛矿结构,具有(100)面择优取向。在摩尔比x≤0.2的范围内,薄膜的矫顽场、剩余极化强度都随着掺La量的增加而降低,而其相对介电常数和介质损耗却随着掺La量的增加而增加。