2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、鐵電薄膜同時(shí)具有鐵電性與壓電性,因在微電子器件設(shè)計(jì)中擁有巨大的應(yīng)用潛力而倍受關(guān)注。鐵電薄膜已被提出可用于構(gòu)造鐵電電容器、鐵電場(chǎng)效應(yīng)管和非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器等電子器件,而高質(zhì)量鐵電薄膜的獲得是其性能研究與應(yīng)用的前提。隨著薄膜制備方法的改進(jìn)以及設(shè)備的改良,可以通過(guò)多種手段獲得高質(zhì)量的鐵電薄膜。其中,脈沖激光沉積(PLD)方法被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜氧化物薄膜的外延制備,因?yàn)椴捎迷摲椒梢垣@得與靶材組分相近的薄膜,且制備工藝參數(shù)簡(jiǎn)單并可調(diào),容易制備出高

2、質(zhì)量的薄膜。復(fù)雜氧化物薄膜的制備多采用該方法,通過(guò)優(yōu)化沉積氧壓和溫度可以獲得接近化學(xué)計(jì)量比的薄膜,且薄膜厚度可通過(guò)沉積時(shí)間精確控制。通過(guò)摻雜鈮酸鉀鈉(KNN)陶瓷壓電性能得到了顯著提升,有望發(fā)展成為傳統(tǒng)PZT壓電材料的替代者之一。摻雜改性后的KNN陶瓷可能同時(shí)擁有高的壓電常數(shù),良好的熱穩(wěn)定性以及飽和的鐵電電滯回線。雖然持續(xù)有KNN薄膜性能研究的報(bào)道,但與KNN陶瓷研究相比,性能優(yōu)越的新KNN陶瓷,其相應(yīng)組分薄膜的研究比較缺乏且無(wú)法及時(shí)跟

3、進(jìn)。KNN薄膜制備過(guò)程中,由于A位堿金屬離子易揮發(fā)而偏離化學(xué)計(jì)量比導(dǎo)致次相的出現(xiàn),這是目前復(fù)雜組分KNN薄膜制備中最大的困難。
  本文采用脈沖激光沉積方法,研究了沉積氧壓和沉底溫度對(duì)KNN薄膜的介電和鐵電性能的影響,并通過(guò)電導(dǎo)模型進(jìn)行線性擬合,分析其主要電導(dǎo)機(jī)制隨電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)的轉(zhuǎn)換規(guī)律。制備得到不同電極構(gòu)型的KNN薄膜電容器,研究了其介電性能、鐵電性能以及疲勞行為。
  本論文共分為四章。
  第一章本章主要分為三個(gè)

4、部分:首先,簡(jiǎn)單概括了壓電體和鐵電體的概念以及一些重要常數(shù)的物理意義;其次,介紹了(KxNa1-x)NbO3陶瓷的組分相圖以及摻雜改良的研究現(xiàn)狀,通過(guò)摻雜KNN陶瓷壓電和鐵電性能可以得到提升,且具備更好的熱穩(wěn)定性;最后,詳細(xì)介紹了KNN薄膜的制備方法以及性能研究的進(jìn)展。
  第二章在(001)SrTiO3(STO)單晶襯底上,采用氧壓優(yōu)化后的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)薄膜作為底電極,在不同氧壓和沉積溫度制備得摻雜2w

5、t% MnO2的0.95(K0.49Na0.49Li0.02)(Nb0.8Ta0.2)O3-0.05 CaZrO3(KNN)薄膜。接著利用XRD和 SEM對(duì)KNN薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,分析沉積氧壓和溫度對(duì)KNN薄膜結(jié)晶性的影響。然后測(cè)試并分析了沉積氧壓和溫度對(duì)KNN薄膜介電和鐵電性能的影響,最優(yōu)沉積參數(shù)為35 Pa和680℃。最后我們對(duì)薄膜的漏電流采用不同的電導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行擬合,擬合結(jié)果表明薄膜隨著電場(chǎng)增強(qiáng),歐姆接觸、SCLC和PF依次成為主要

6、的電導(dǎo)機(jī)制。
  第三章采用LSMO、La0.07Sr0.93SnO3(LSSO)和摻Nb的STO(Nb∶STO)為底電極,分別制備得高質(zhì)量的Pt/KNN/Nb∶STO、Pt/KNN/LSSO/STO、Pt/KNN/LSMO/STO和Pt/KNN/LSSO/LAST電容器。KNN電容器的介電和鐵電性質(zhì)研究表明,底電極為L(zhǎng)SMO的電容器存在較大的介電損耗,但卻擁有更大的極化強(qiáng)度。其中,在Pt/KNN/LSMO/STO電容器中可獲得高

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