用脉冲激光沉积法制备多铁性薄膜材料及其性能研究

《用脉冲激光沉积法制备多铁性薄膜材料及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、上海大学硕士学位论文用脉冲激光沉积法制备多铁性薄膜材料及其性能研究摘要铁酸铋．钛酸铅固溶体材料较多铁性材料铁酸铋能体现出更佳的绝缘性能和铁电性能，极有希望克服铁酸铋由于自身漏导严重而难以实际应用的缺点，在信息存储、卫星通讯、磁电传感器等领域得到广泛应用。本论文以铁酸铋．钛酸铅(O．6(Bi，La)(Oao．osFeo．95)03．0．4PbTi03(BFO．PT))为靶材，用脉冲激光沉积法(PLD)法在Pt／TiOgSi02／Si(100)衬底上制备BFO．PT薄膜，并讨论了制备薄膜的沉积和退火过程中氧气压强和衬底温度对薄膜的结构与电学性能的影响。此外，本文还初步探讨了金

2、属氧化物作为异质层时，对BFO-PT薄膜性能的影响。沉积和退火过程的氧气压强和衬底温度都能通过影响薄膜的生长形式进而影响薄膜的内部结构与表面形貌，最终影响薄膜的电学性能。实验结果表明，当沉积气氛控制在50～100mTorr氧气压强，退火气氛控制在200mTorr氧气压强，衬底温度控制在600--700℃的BFO．PT薄膜能得到较为理想的结构和电学的综合性能。沉积气氛和退火气氛分别为50和200reTort氧气压强，衬底温度为700℃的BFO．PT薄膜能获得较大的极化强度，其饱和极化强度P。和剩余极化强度P，分别为“．14和42．841aC／cm2。金属氧化物(ZnO和Ti

3、O。)作为异质层引入到BFO．PT薄膜中都能在一定程度上抑制薄膜中的漏导行为，尤其是BFO．PT／ZnO薄膜的剩余极化强度2Pr达到329C／cm2较相同条件下制备的BFO．PT薄膜(61aC／cm2)提高了好几倍。关键词：铁酸铋．钛酸铅，多铁性材料，脉冲激光沉积，异质层V上海大学硕士学位论文用脉冲激光沉积法制各多铁性薄膜材料及其性能研究ABSTRACTBiFe03一PbTi03(BFO—PTlsolidsolution,whichhasbeenfoundadmirableinsulationresistivityandferroelectricitybetterthan

4、pureBFO，mayovercomethedifficultiesinindustrialapplicationowingtoitshi曲leakagecurrentdensityandofferawholerangeofpotentialapplications，includingtheinformation-storage,satellitecommunication，andmagneto—electricscnsor8．Studieshavebeenfocusedontheeffectofvariousoxygenpressureandsubstratetempe

5、ratureontheprocessofdepositionandannealingonPt／Ti02／Si02／Si(100)substratebypulsedlaserdeposition(PLD)withtarget0．6(Bi，La)(Gao．05Feo95)03—0．4PbTi03(BFO-PT)．Moreover,theeffectofmetaloxideasaheterostructurelayerinimprovingBFO—PTtlliIIfilmperformancealsohasbeenconsidered．Bothoxygenpressureand

6、substratetemperatureintheprocessofdepositionandannealingCaninfluencethefilms’growthmodelandaffectthefilms’innerstructureandsurfacemorphology．VA／hantheoxygenpressureWascontrolledintherangeof50to100mTorrandaround200mTorrintheprocessofdepositionandannealingrespectively,aswellasthesubstratete

7、mperatureintherangeof600to700。C，BFO·PTfilmsCanbepreparedwitllpreferentialstructureandsatisfingferroelectdcproperties．EspeciallythefilmwhichWasdepositedandannealedunder50and200mTorrrespectivelyandthesubstratetemperatureWaskepton700"C，hasadmirableferroeleetricitythatt