烧结气氛对BNT-BKT-ST薄膜结构和性能影响

压电薄膜具有优异的压电性能、铁电性能和光学非线性能,被广泛的应用于存储器、微传感器和微驱动器等领域中.采用溶胶-凝胶法制备了0.95(0.8Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-0.2Bi_(0.5)K_(0.5))TiO_3-0.05SrTiO_3(BNT-BKT-ST)无铅压电薄膜,并在氧气气氛和氮气气氛下分别对薄膜进行了烧结处理,研究了烧结气氛对其结构、漏导、介电、压电和铁电性能的影响.阐明了通过烧结气氛控制薄膜微观结构,从而调控薄膜的电学性能的物理机制.结果表明:与氮气气氛相比,在氧气气氛下烧结获得的BNT-BKT-ST薄膜具有更大的晶粒尺寸,更致密的显微结构;氧气氛有效抑制了在晶粒界面,薄膜和衬底界面氧空位O~(2+)和缺陷的形成;极大降低了BNT-BKT-ST薄膜漏导(J=1.3×10~(-7 )A/cm~2);有效提高了BNT-BKT-ST薄膜的介电性能(ε=470,η=49%),铁电性能(2P_r=14μC/cm~2)和压电性能(d_(33,f)=80pm/V).

Effects of Annealing Atmosphere on the Structural and Electrical Properties of BNT-BKT-ST Thin Film