鈦酸鉍系鐵電薄膜材料改性研究.pdf

1、華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文鈦酸鉍系鐵電薄膜材料改性研究姓名：吳云翼申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：張端明20080926II華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文衍射峰強(qiáng)度逐漸高，峰也變尖銳，表明BPT0.9薄膜結(jié)晶程度的提高。然而，當(dāng)退火時(shí)間超過(guò)25分鐘，XRD圖中出現(xiàn)了雜相燒綠石相，這表明高溫下過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的退火不利于薄膜單相結(jié)晶。濺射時(shí)基片溫度的不同對(duì)薄膜的結(jié)晶取向也會(huì)產(chǎn)生影響。在不同基片溫度（500℃750℃）下沉積Bi3.63Pr0.

2、3Ti3O12（BPT0.3）薄膜。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)基片溫度低于650℃情況下，薄膜表現(xiàn)出（117）方向取向；隨著基片溫度的升高，（00l）系列的衍射峰逐漸變強(qiáng)，并且當(dāng)基片溫度升高到750℃，BPT0.3薄膜表現(xiàn)出c軸優(yōu)先取向。制備B位Zr摻雜的Bi3.25La0.75Ti3xZrxO12（BLTZx，x＝0、0.2、0.5、0.8、1.2和1.6）薄膜。隨著Zr摻量的增加，BLTZ薄膜的剩余極化值逐漸增加，當(dāng)x＝0.2時(shí)達(dá)到最大；然而隨后隨

3、著Zr4摻量的繼續(xù)增加，剩余極化值開(kāi)始減?。徊煌琙r摻量的BLTZ薄膜矯頑電壓Vc沒(méi)有明顯的變化。疲勞特性測(cè)試表明，與沒(méi)有摻雜的BLT薄膜相比，適當(dāng)Zr4替代Ti4的BLTZ0.2薄膜表現(xiàn)出更好的抗疲勞特性。利用固相反應(yīng)法制備了B位Mn摻雜Bi3.25La0.75Ti3xMnxO12（BLTMx，x=0.02、0.04、0.06和0.08）陶瓷。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著Mn摻雜量的增大，BLTM的居里溫度（Tc）逐漸降低；另一方面，BLTM的

4、剩余極化卻逐漸增大，這可能是由于晶粒取向變化和尺度的增大引起的。研究發(fā)現(xiàn)，用Pt等金屬作為襯底存在一些缺陷：一是容易在BLT薄膜和Pt界面上由于晶格失配產(chǎn)生大的應(yīng)力；二是高溫處理中在薄膜和Pt界面間容易產(chǎn)生互擴(kuò)散。我們通過(guò)在BLT薄膜和Pt界面間加入一層緩沖層（Bi2O3或TiO2），可以改變BLT薄膜的結(jié)晶取向，并且可以改善界面互擴(kuò)散現(xiàn)象，從而提高BLT薄膜的鐵電特性。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鐵電薄膜鈦酸鉍射頻磁控濺射Bi2O3過(guò)量摻雜緩沖層