铁电薄膜材料综述

铁电薄膜材料是目前国际上研究的热点之一,文章介绍了铁电薄膜材料新的研究进展和最新制备技术,对目前最常用的几种制备方法进行了评述。文章还介绍了铁电薄膜材料的性能以及应用。     

锆钛酸铅铁电薄膜的制备及在红外探测器中的应用

研究了敏感元材料锆钛酸铅(PZT)铁电薄膜的制备、结构和性能，并采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对PZT铁电薄膜进行了刻蚀，同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。该研究为铁电薄膜在热释电红外探测器中的应用奠定了基础。     

掺杂钛酸铋钠对钛酸锶钡陶瓷介电性能的影响

采用固相法制备钛酸铋钠掺杂的钛酸锶钡（Ba0.9Sr0.1TiO3）铁电陶瓷,研究钛酸铋钠的掺杂量对钛酸锶钡陶瓷的微观结构和介电性能的影响,并探讨相关机理．研究结果表明,在讨论的掺杂范围内,随着钛酸铋钠掺杂量的增加,钛酸锶钡的晶粒尺寸先增大,后减小．当掺杂量为0．5％（质量分数,下同）时,介电弥散发生,半导化现象出现．当钛酸铋钠掺杂量介于1．0%-1．5％之间时,钛酸锶钡陶瓷的介电常数均保持在5000,且居里温度向高温移动到120℃,10kHz频率的介电损耗低于0．05．     

一种SOL-GEL制备钛酸锶钡(BST)薄膜新路线的工艺研究

研究利用钡、锶的碳酸盐代替醋酸盐,采用sol-gel技术制备Ba1-xSrxTi O3(BST)铁电薄膜的工艺过程.以碳酸钡、碳酸锶和钛酸四丁酯作原料,采用sol-gel工艺制备BST薄膜,对比研究了用两种混合溶剂制胶和制膜的工艺.通过XRD分析了薄膜的结构,用AFM测定表面形貌,结果表明,采用碳酸盐作为钡、锶的原料,用冰醋酸和乙二醇甲醚混合液作溶剂,可配制出澄清透明、能长时间放置的溶胶,并制备出膜厚均匀、表面光洁致密、没有裂纹的全钙钛矿相的BST薄膜.     

退火工艺对PLT薄膜结晶性能的影响

用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了掺镧钛酸铅(PLT)铁电薄膜.研究了不同退火工艺对PLT薄膜结构的影响.发现在PbO气氛下退火能很好地抑制铅的挥发而得到具有钙钛矿结构的PLT薄膜.随着退火温度的逐渐升高,PLT薄膜的相经历了钙钛矿相-焦绿石相共存→纯钙钛矿相→钙钛矿相-焦绿石相共存的变化.探讨了焦绿石相的结构在铁电薄膜中的成因.发现随着退火温度的逐渐升高,PLT薄膜的晶粒逐渐增大,钙钛矿相质量百分比越高,轴比(c/a)也越大,PLT薄膜的铁电性越强.     

铁电薄膜及铁电存储器研究

综述了铁电薄膜以及铁电存储器的发展,讨论了铁电薄膜制备方法、结构和物理性能表征,并结合作者的前期工作,详细讨论了用于铁电薄膜与硅衬底集成的导电阻挡层问题,指出了铁电薄膜研究中需重点解决的一些问题.     

钛酸铋系光催化剂研究进展

钛酸铋系光催化剂在降解水环境中有机污染物方面具有良好的可见光催化活性,本文介绍了Bi4Ti3O12、Bi12TiO20、Bi20TiO32、Bi2Ti2O7光催化剂的研究动态和主要成果,并对钛酸铋系光催化剂的发展趋势进行了展望.     

前驱体溶液pH值对溶胶凝胶制备钛酸铋薄膜的影响

采用溶胶凝胶技术在石英玻璃基片上制备钛酸铋薄膜,讨论了前驱体溶液的酸碱度（ｐＨ值）对薄膜结构和结晶性的影响．ｐＨ＜２和ｐＨ＞３５的前驱体溶液所制备的薄膜在晶化过程中出现Ｂｉ２Ｔｉ２Ｏ７和Ｂｉ２Ｔｉ４Ｏ１１杂相．ｐＨ＝２５～３５的前驱体溶液制备的薄膜是钙钛矿Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２结构的取向薄膜     

铁电薄膜的制备及其在器件中的应用

综述了铁电薄膜研究的新进展，分析了铁电薄膜不同制备方法的优缺点。重点介绍了铁电薄膜在铁电存储器及热释红外探测器方面的应用。指出了目前铁电薄膜及器件设计研究需要重点解决的一些问题。     

前驱体溶体pH值对溶胶凝胶制备钛酸铋薄膜的影响

采用溶胶凝胶技术在石英玻璃基片上制备钛酸铋薄膜，讨论了前驱体溶液的酸碱度（ｐＨ值）对薄膜结构和结晶性的影响。ｐＨ〈２和ｐＨ〉３．５的前驱体溶液所制备的薄膜在晶化过程中出现Ｂｉ２Ｔｉ２Ｏ７和Ｂｉ２Ｔｉ４Ｏ１１杂相。ｐＨ＝２．５￣３．５的前驱体溶液制备的薄膜是钙钛矿Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ２结构的取向薄膜。     

多次微量蒸发技术制取锆钛酸铅薄膜

介绍多次微量技术制取锆钛酸铅薄膜。ＸＲＤ分析表明：经高温退火处理后的薄膜呈与源材料一致的钙钛矿结构,增加退火时间能减少残存Ｐｂ３Ｏ４的数量;电滞回线检测表明,薄膜具有铁电特性。     

新型存储材料BIT铁电薄膜B位双掺杂初探

利用化学溶液沉积法，在Pt／Ti／SiO2／Si（100）基底上和700℃条件下分别制备了Nd和（Al，Sc）共掺杂的钛酸铋薄膜（Bi3.15，Nd0.85）（Ti3-x（Alx，scx））O12[记做BNT（AI（x），sc（x））]（x=0．015，0．030，0．045，0．060），并进行了这一系列薄膜的微结构、表面形貌、铁电等特性的研究．发现当掺杂含量为x=0．030时，薄膜具有较高的剩余极化强度（2Pr=24．80／2C／cm2）．讨论了相关的物理机制．     

铁电薄膜开关特性测量

对铁电薄膜的开关特性进行了分析．介绍了利用美国ＨＰ４１９２Ａ低频阻抗分析仪设计铁电薄膜开关特性测量仪的方法．讨论了测量原理以及如何利用测量仪所产生的双极性双脉冲对铁电薄膜的开关特性进行测量,给出了有关ＰＺＴ（５５／４５）铁电薄膜样品的测量结果     

外推长度对铁电存储材料BaTiO_3薄膜极化分布的影响

基于朗道-德文希尔（Landau-Devonshire）平均场热力学理论,计算并阐述了在非对称的边界条件下外延生长的铁电存储材料BaTiO3薄膜的极化特性,特别研究了外推长度在薄膜由顺电相到铁电相的相变中所表现出来的重要作用,得出铁电薄膜的极化特性及其分布强烈地依赖于外推长度的取值,揭示了外推长度在铁电薄膜的铁电相变中的物理本质.     

用双脉冲测量铁电薄膜的开关特性与电滞回线

分析测量了铁电薄膜的开关特性.介绍了测量铁电薄膜开关特性的重要仪器——双极性双脉冲发生器,以及利用双极性双脉冲测试铁电薄膜电滞回线的原理.这种电滞回线比用常规测量方式所测出的电滞回线更能真实地反映出铁电薄膜的特性,同时还能反映出铁电薄膜的极化转向过程.     

梯度铁电薄膜热释电性质的理论研究

为了探讨提高铁电薄膜热释电性质的理论途径,建立组分梯度铁电薄膜的理论模型,在热力学唯像理论的框架下,引入一个分布函数描述组分梯度的特性,通过改变参数a、外电场的强度及方向等因素,重点研究了组分梯度铁电薄膜的热释电性质.研究表明:薄膜内各组分的梯度分布导致了极化强度的梯度分布;参数a和所施加外电场的情况是影响铁电薄膜性质的两个重要因素,对改变热释电材料的工作温区和探测灵敏度都有显著影响,该论文的研究为铁电薄膜热释电器件的制备及实际应用提供了理论参考依据.     

非理想表面层对一级相变铁电薄膜性质的影响

应用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD) 理论研究了 非理想表面对夹持在两个金属电极间的一级铁电薄膜性质的影响. 结果表明, 非理想表面层的存在降低了一级铁电薄膜的铁电相变转变温度, 当两个表面层不对称时, 铁电薄膜的电滞回线失去了中心对称性.     

钙钛矿型铁电薄膜结构及性能的应变调控

铁电薄膜具有铁电、压电、热释电、光伏效应等多种特性,在换能器、驱动器、传感器、能量收集器、太阳能电池等功能器件中具有广阔的应用前景.铁电薄膜沉积在衬底上,其性能与衬底的约束引起的应变密切相关.如何利用衬底调控铁电薄膜的应变,进而调控其极化状态,是显著提高其性能的关键.综述了近年来利用应变工程调控铁电薄膜性能的研究进展及需要解决的问题.