光記錄材料與鐵電材料的制備與性能研究.pdf

1、人工薄膜的出現(xiàn)是20世紀材料科學發(fā)展的重要標志。自70年代以來薄膜材料、薄膜科學、與薄膜技術一直是高新技術研究中最活躍的研究領域之一，并已取得了突飛猛進的發(fā)展。在光記錄材料領域，Cu<,3>N薄膜以較低的熱分解溫度，較高的電阻率，對紅外光和可見光的反射率與Cu單質有明顯差別，無毒廉價等特殊性質得到了廣泛的關注和研究。 近年來，鐵電薄膜的制備、性能和應用已經成為國際上功能信息材料與器件研究的一個熱點。鐵電薄膜具有許多優(yōu)良的物理性質

2、和效應，如鐵電開關特性、壓電效應、熱釋電效應、電光效應、聲光效應、光折變效應和非線性光學效應等。因此鐵電薄膜在微電子、光電子、集成光學和微機械學等領域有著重要的應用前景。其中以對PLT薄膜的研究尤為突出。 本論文分為兩個部分，第一部分綜述了一次性光記錄材料Cu<,3>N薄膜的最新研究進展，介紹了其應用領域，研究了室溫下純Cu<,3>N及Ti、Ni、Sn摻雜Cu<,3>N薄膜的制備及性能。第二部分綜述了鐵電材料PLT的最新研究進展

3、及其應用領域，初步研究了PLT薄膜及粉末的制備和性能。 1.純Cu<,3>N薄膜的制備與性能研究本文采用射頻磁控反應濺射手段，在不直接加熱的玻璃襯底上制備了純的Cu<,3>N薄膜。首先改變?yōu)R射氣氛，氮分壓(P<,N2>)分別取0 Pa、0.2 Pa、0.4 Pa、0.6 Pa、0.8 Pa、1 Pa制備薄膜，運用X．射線衍射儀(XRD)研究了氮分壓的改變對薄膜結晶性能的影響，當P<,N2>=0.6 Pa時，薄膜的結晶性達到最好；

4、改變?yōu)R射功率，分別在180 W，300 W，520 W下制備Cu<,3>N薄膜，運用場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可見分光光度計(UV-VIS)、四探針電阻儀等手段研究了功率對薄膜的形貌、電學、光學性能的影響。當功率≥180 W時薄膜有良好的結晶并且沿(100)面擇優(yōu)生長；改變靶基距，分別在24mm，31.9mm，40mm，48.4mm，55mm下制備Cu<,3>N薄膜，研究了不同靶基距下薄膜的形貌、電學

5、和光學性能的變化。當靶基距≤48mm時，結晶很好。 2．摻雜的Cu<,3>N薄膜的制備與性能研究同樣為射頻磁控反應濺射法，采用將被摻金屬均勻粘貼在紫銅靶表面、或者將金屬顆粒均勻鑲嵌在紫銅靶表面等方法，通過改變?yōu)R射氣氛、氣體流量、襯底溫度等實驗參數制備了一系列Ti、Ni、Sn元素摻雜的Cu<,3>N薄膜。通過各種表征手段研究分析了三種元素的摻雜對Cu<,3>N薄膜的形貌、晶格常數、電學、光學性能的影響。分析發(fā)現(xiàn)，Ti元素的摻雜對C