BST薄膜非線性特性及機理研究.pdf

1、　　本文對鈦酸鍶鋇BaxSr1-xTiO3(x=0.45～0.9)系列陶瓷的晶體結構和介電性能、膜厚均勻性控制、BST薄膜的微結構(包括組成、晶體結構、電疇等)和電壓非線性尺度效應、鐵電薄膜電壓非線性模型、薄膜型介質移相器的設計和制作等重要問題進行了研究，取得了以下研究結果：首先，采用壓電力顯微鏡(PFM)研究了BST薄膜中電疇的類型和尺寸。不僅證實BST薄膜中存在90°鐵電疇，而且確定了BST薄膜由多疇轉變?yōu)閱萎牻Y構的晶粒臨界尺寸(單

2、疇臨界尺寸)為31nm左右。采用理想的晶粒-晶界幾何模型，畫出鐵電陶瓷材料的等效電路，引入晶粒和晶界的大小，從而建立了鐵電陶瓷的電壓非線性模型。再采用理想二極管等效界面勢壘，得到薄膜型平板電容器等效電路，引入膜厚和界面厚度兩個尺度變量，從而建立了鐵電薄膜的電壓非線性模型。利用文獻的數(shù)據(jù)和曲線對模型進行驗證，模擬得到的曲線與實驗得到的曲線變化趨勢基本一致。采用ADS和HFSS軟件進行仿真，設計出了分布式電容負載型鐵電薄膜介質移相器的電路結