鑭系元素?fù)诫s的鈦酸鉍薄膜的制備與表征.pdf

1、稀土金屬離子摻雜的鈦酸鉍(Bi<,4>Ti<,3>O<,12>)鐵電薄膜材料具有結(jié)晶溫度較低、抗疲勞特性好、自發(fā)極化強度大等優(yōu)點，有望成為新的鐵電隨機存儲器(FRAM)材料，所以，近些年來，稀土金屬離子摻雜的鈦酸鉍(Bi<,4>Ti<,3>O<,12>)鐵電薄膜材料受到了人們越來越多的重視，成為鐵電薄膜研究的熱點之一。論文中我們分別用化學(xué)溶液沉積(CSD)法制備了摻鑭和摻鈰的鈦酸鉍薄膜(BLT、BCT)，對其結(jié)晶情況、表面形貌、光學(xué)性質(zhì)

2、以及介電性能進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容包括： 1.用CSD法分別在Si(100)、 Si(111)、石英玻璃和Pt/Ti/SiO<,2>/Si襯底上成功制備出了一系列BLT和BCT鐵電薄膜。 2.分別研究了退火溫度對BLT和BCT鐵電薄膜的結(jié)晶情況、表面形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響，結(jié)果表明退火溫度對薄膜的結(jié)晶情況、表面形貌有很大的影響。隨著退火溫度的增加薄膜的結(jié)晶越來越好，晶粒越來越大，在700℃左右薄膜結(jié)晶完全，呈(117)擇優(yōu)取

3、向的多晶鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。 3.XRD結(jié)果表明襯底對薄膜的結(jié)晶性能影響不大；鑭和鈰摻雜也并不改變薄膜的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)；拉曼譜顯示鑭和鈰已經(jīng)摻入到薄膜的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，鑭和鐘的摻入導(dǎo)致了BLT和BCT薄膜鈣鈦礦層中TiO<,6>的畸變。 4.對BLT薄膜橢偏光譜測量研究結(jié)果顯示：BLT薄膜的折射率n隨著退火溫度的增加不斷增大；在長波區(qū)域BLT薄膜的消光系數(shù)κ幾乎為0，在短波區(qū)域消光系數(shù)κ隨著退火溫度的增加而增大。 5. 對BCT薄

4、膜光學(xué)透射譜測量研究結(jié)果顯示：BC3T薄膜的禁帶寬度隨著退火溫度的升高而降低，退火溫度為700℃時，Eg=3.525 eV。 6.實驗中分別在Pt/Ti/SiO<,2>/Si襯底上制備了Bi<,4>Ti<,3>O<,12>和Bi<,3.25>Ce<,0.75>Ti<,3>O<,12>薄膜，介電測試結(jié)果顯示實驗中制備的Bi<,3.25>Ce<,0.75>Ti<,3>O<,12>薄膜的介電常數(shù)相比沒有鈰摻雜的BTO薄膜的介電常數(shù)有所