在LiNaO3基底上制备PZT铁电薄膜及其电性能研究

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上制作Pb(Zr0.5,Ti0.5)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度对薄膜结构和性能影响.通过X-ray分析表明,在600℃退火时,PZT薄膜已形成钙钛矿相,且在(100)择优取向的LaNiO3底电极上制备得到了(100)择优取向的PZT薄膜.实验测得以LaNiO3为衬底上的PZT薄膜的剩余极化强度为Pr=26.83μC/cm2,矫顽场Ec=30.43 kV/cm,介电常数为ε=5509,介电损耗为0.203.     

Sol-Gel法在不同衬底上制备的LaNiO_3导电薄膜的性能研究

采用溶胶凝胶法快速成膜工艺分别在Si(100),SiO2/Si,Pt/Ti/SiO2/Si不同基底上制备LaNiO3导电薄膜,并分别以LNO和Pt/Ti为基底制备PZT薄膜。通过XRD,AFM,EDS等测试手段对LNO导电薄膜的结构及组成进行表征,并通过XRD,介电性能的测试比较LNO/Si和Pt/Ti沉积PZT薄膜的性能。结果表明,在Si(100),Pt/Ti/SiO2/Si上制备的LaNiO3导电薄膜是赝立方结构,而在SiO2/Si衬底上是四方结构。在Si(100)上得到的LNO薄膜致密、平整,可以作为制备PZT薄膜的导电层。在LNO和Pt/Ti上制备的PZT薄膜均为钙钛矿结构,且PZT/LNO薄膜各衍射峰强度优于PZT/Pt/Ti;而介电性能方面,PZT/LNO较PZT/Pt/Ti稍差,100kHz时,PZT/LNO和PZT/Pt/Ti的介电常数和介电损耗分别为562,0.29;408,0.037。     

LaNiO_3缓冲层对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜微结构和介电性能的影响

利用射频磁控溅射法,在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO2/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.采用X-ray衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM),研究了两种衬底上BST薄膜样品的结晶性和表面形貌.结果表明:BST薄膜材料均为钙钛矿相,直接生长在硅衬底上的BST薄膜无择优取向,晶粒尺寸为20～30 nm,而LaNiO2缓冲层上生长的BST薄膜则为(100)择优取向,晶粒尺寸约为150～200 nm.室温下测试了薄膜的介电性能.研究结果表明,LNO缓冲层显著提高了BST薄膜的介电常数和介电可调率.     

PZT薄膜的结晶特性及红外特性

采用电子柬蒸发方法在n—Si（100）衬底上制备Pb（ZrxTi1-x）O3（简记为PZT）多晶薄膜．用X射线衍射分析了PZT薄膜的结晶择优取向与Zr／Ti成分比、生长温度、退火气氛和退火温度的关系．结果表明不同Zr／Ti比的薄膜在真空中退火都形成（110）择优取向;而在空气中退火后薄膜的择优方向与Zr／Ti成分比有关,Zr／Ti比值小时为（101）择优取向,Zr／Ti大时为（100）择优取向．红外吸收光谱的测量结果表明（100）和（110）择优取向的PZT薄膜在长红外波段（8～12um）存在较强的吸收峰,而（101）择优取向的PZT薄膜在这一波段没有明显的吸收峰．     

不同衬底对溅射Pb(Zr_(0.8)Ti_(0.20))O_3薄膜的结构及其性能的影响

利用射频磁控溅射法在低阻Si,Si O2/Si以及Pt/Ti/Si O2/Si等不同衬底上制备了Pb(Zr0.8Ti0.2)O3薄膜.利用XRD,SEM等对薄膜的结构性能进行了分析,结果发现不同衬底对溅射制备的PZT薄膜的结构有很大影响.在Pt/Ti/Si O2/Si衬底上制备的PZT薄膜经600℃退火1h后,薄膜表面光滑、无裂纹,XRD分析显示PZT薄膜呈完全钙钛矿结构,测试PZT薄膜的电学性能,表明PZT薄膜具有良好的介电性能.     

高取向PZT铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备

采用溶胶-凝胶技术，在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了沿（100）晶向强烈取向的Pb(Zr0.53，Ti0.47)O3铁电薄膜。通过X-ray衍射分析，在每层膜的制备工序中，增加600℃热处理15min的工艺，可有效防止烧绿石相的出现和薄膜开裂，并促进薄膜沿（100）晶向外延生长。制得的薄膜经600℃退火4h，后，呈完全钙钛矿相，并沿（100）晶向强烈取向，原子力显微照片表明，薄膜结构致密，晶粒尺寸约为100nm。经测量，薄膜的相对介电常数高达1150，剩余极化为26μc/cm^2，矫顽场强为49kV/cm。     

0.2BiFeO3-0.8Bi4Ti3O12固熔薄膜的电性质

用溶胶-凝胶方法在LaNiO3包覆的Si（111）衬底上制备了BiFeO3掺杂的Bi4Ti3O12薄膜,XRD研究表明薄膜呈完全随机取向,通过BiFeO3的掺杂使Bi4Ti3O12层状钙钛矿的C轴缩短.铁电性测试的结果表明,薄膜的剩余极化强度为2.0μC/cm^2,略小于用溶胶-凝胶方法制备的纯Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度.漏电流测试结果表明薄膜导电机构满足公式.     

高择优取向(100)PZT铁电薄膜的磁控溅射生长

以射频（RF）磁控溅射法分别在Si（111）和Pt（111）／Ti／SiO2／Si基底上溅射沉积LaNiO3（LNO）薄膜电极,沉积过程中基底温度为370℃,然后对沉积的LNO薄膜样品进行快速热退火处理（500℃／10min）。X射线衍射（XRD）分析表明：Si（111）基底上LNO电极表现出高度的（100）取向,而Pt（111）／Ti／SiO2／Si基底上LNO电极则表现较强的（111）择优取向。然后在（100）LNO薄膜电极上生长PZT铁电薄膜,通过合适溅射工艺参数的选择,成功地制备了高度（100）取向的PZT铁电薄膜。     

溶胶凝胶法制备（ Ba0.3Sr0.7）（Zn1/3Nb2/3）O3微波介质陶瓷薄膜

以柠檬酸和乙酰丙酮为络合剂和稳定剂,金属硝酸盐为起始原料制备溶胶.采用甩胶旋涂法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制膜并在O2环境下退火,重复3次制得所需薄膜.采用XRD,FTIR和SEM分析薄膜的结晶性,微观结构和表面形貌.结果表明：制备的薄膜主晶相为（Ba0.3Sr0.7）（Zn1/3Nb2/3）O3,伴有少量的第二相,同时,薄膜表面致密,无气孔,结晶良好,结晶颗粒均匀分布于薄膜的表面.     

烘烤温度对LaNiO_3薄膜微结构与电学性能的影响

采用sol-gel技术在单晶Si(100)衬底上制备了LaNiO3导电薄膜.利用X射线粉末衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜和四探针电阻测量法研究了不同烘烤温度对LaNiO3薄膜的晶体结构、表面形貌和导电性能的影响.结果表明,LaNiO3薄膜均为赝立方钙钛矿结构,表面致密、均匀,衬底与薄膜间界面清晰.烘烤温度为210℃时,薄膜具有最好的<110>择优取向性.烘烤温度在210℃的薄膜具有最低的电阻率,达到10-4Ω.cm数量级,导电性能最好.     

Soft-mode hardening in SrTiO3 thin films

Understanding the behaviour of the dielectric constant in ferroelectric thin films remains a challenging problem. These ferroelectric materials have high static dielectric constants, and so are important for their applications in high-storage-density capacitor structures such as dynamic random access memory (DRAM). But the dielectric constant tends to be significantly reduced in thin films, thereby limiting the potential benefit of ferroelectrics for memory devices. Extensive studies have shown that this phenomenon could be caused by a 'dead layer' of very low dielectric constant between the ferroeletric film and the electrode. And, although very few direct measurements are in fact available, it has been recognized that the lattice dynamical properties in the thin films should also play a key role in the reduction of the dielectric constant. Here we report far-infrared ellipsometry and low-frequency dielectric measurements in SrTiO3 thin films, which demonstrate that the Lyddane-Sachs-Teller relation between the optical-phonon eigenfrequencies and the dielectric constant is fully maintained, as is the case in the bulk material. This indicates that the dramatic reduction of the dielectric constant is a consequence of a profound change of the lattice dynamical properties, in particular of the reduced softening of its lowest optical-phonon mode. Our results therefore provide a better understanding of the fundamental limitations of the dielectric constant values in ferroelectric thin films.     

铌酸锂薄膜制备的研究现状及进展

铌酸锂(LiNbO3)是目前已知的居里温度最高(1 210℃)[1-2]和自发极化最大(0.70 C/m2)[3]的铁电体材料.由于具有优良的压电[4]、电光[4]、声光[5]、热释电[6]及非线性光学[7-8]等特性,被广泛地应用于声学、光学、光通讯、光集成等领域,被人们称为“通用型”和“聪明”材料[9].LiN     

BiFeO_3薄膜的so-lgel制备及其铁电性能研究

采用sol-gel方法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出了(100)择优取向的BiFeO3薄膜.XRD研究表明,600～650℃退火的薄膜结晶较好.AFM形貌显示,650℃退火的薄膜中等轴状晶粒大小均匀(直径100～150nm),薄膜较为致密.电学性能测量结果表明,650℃退火、厚度为840nm的薄膜的2Pr值为2.8mC/cm2;在50kV/cm外加电场下,漏电流为2.7×10-5 A/cm2.电流-电压特性显示,在欧姆区之上,薄膜的主要导电机制为波尔-弗兰克尔发射导电.     

WO_3-NiO电致变色薄膜的制备与性能

以硫酸镍(NiSO_4)和钨酸钠(Na_2WO_4·2H_2O)为原料,采用低温化学浴沉积法在ITO导电玻璃上制备NiO和WO_3电致变色薄膜,并通过物理方法制备WO_3-NiO电致变色器件。本文探索了溶液的浓度和pH对薄膜沉积的影响。采用低温化学浴沉积法直接制备的薄膜为Ni(OH)_2。实验结果表明当溶液浓度为0.02～0.5 M,pH在9.6～11.6之间,均可以得到致密、均匀的Ni(OH)_2薄膜。其中,当硫酸镍浓度在0.05 M、pH调至11.3时能得到致密均匀且透过率高的氢氧化镍薄膜。该薄膜退火后可转化为NiO。当Na_2WO_4·2H_2O溶液浓度在0.02 M至0.06 M,pH为1.2时,能得到致密均匀的WO_3薄膜。此外,钨酸钠浓度在0.06 M且pH调至1.2时,得到致密均匀透过率高的WO_3薄膜。将NiO-WO_3薄膜组装成器件后光学调制为28%左右,能得到所需的电致变色器件。     

PbTiO3多晶及薄膜材料强电场下的电热效应研究

基于Landau-Devonshire的热动力学模型,计算了PbTiO3块体及薄膜材料在铁电相变附近的电热效应。PbTiO3块体在769 K出现了一级铁电-顺电转变。700 K时其矫顽场为25MV·m-1。强的电场使得PbTiO3块体材料的一级相变逐渐转变为二级连续相变,且相变在更高的温度发生。PbTiO3薄膜材料的相变为二级相变,熵值减小,而熵变也相应减少。随着电场的增强,两者的比热容减小,但对应的温度向高温方向移动,2者的熵值却随着电场的增大而增强。对于PbTiO3薄膜来说,随着面内错配度的变化,张应力使相变温度降低,而压应力则相反。计算了PbTiO3块体与薄膜材料的绝热温变与制冷热容,其中块体的绝热温变ΔTad与制冷热容RC最大,分别为4.76 K与94.1 kJm-2K-1。     

化学计量对Ba1-xSrxTiO3薄膜介电性能的影响

采用脉冲激光沉积法，在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了Ba1-xSrxTiO3薄膜，通过改变Sr化学计量，研究了其介电性质．实验结果发现：随着Sr化学计量的增加，薄膜的介电系数明显增大，而损耗仍然保持在较低的水平．研究表明：薄膜介电系数的增大是由于薄膜中颗粒尺寸的减小，导致了居里温度的降低．另外，C-V特性研究发现：随着Sr化学计量的增加，薄膜的电容调谐度也有所提高．     

Electrodeposition and characterization of thermoelectric Bi_2Se_3 thin films

Bi2Se3 thin films were electrochemically deposited on Ti and indium tin oxide-coated glass substrates,respectively,at room temperature,using Bi(NO3)3·5H2O and SeO2 as starting materials in diluted HNO 3 solution.A conventional three-electrode cell was used with a platinum sheet as a counter electrode,and a saturated calomel electrode was used as a reference electrode.The films were annealed in argon atmosphere.The influence of cold isostatic pressing before annealing on the microstructure and thermoelectric properties of the films was investigated.X-ray diffraction analysis indicates that the film grown on the indium tin oxide-coated glass substrate is pure rhombohedral Bi 2 Se 3,and the film grown on the Ti substrate consists of both rhombohedral and orthorhombic Bi 2 Se 3.     

磁性金属-绝缘体颗粒薄膜

介绍了磁性金属 绝缘体颗粒薄膜的结构特征与电阻率的关系 ,评述了作为磁传感器件、高密度记录介质和读出磁头潜在应用相关的磁阻效应、巨霍尔效应、高矫顽力特性 .     

Sol-甩膜法制备钛酸钡薄膜及其微观形态的SPM研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法合成稳定的前驱体溶液,在单晶硅(100)上用甩膜法制得了均匀致密的钛酸钡薄膜,利用差热-热重(DTA-TGA)技术分析了钛酸钡(BT)干凝胶的热演化过程,首次用电子探针显微镜(SPM)之原子力显微镜(AFM)直接地从三维的角度观测了钛酸钡薄膜微观形成过程,并用XRD技术跟踪了薄膜加热过程中物相的变化情况,得到了薄膜生长的基本信息,最终制得了表面光滑的钛酸钡薄膜,晶粒大小在50-70nm之间。最佳煅烧温度为700℃。