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《鈦酸鉍鐵電薄膜的改性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘饔摘要在新一代非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器中，使用最多的鐵電材料是Pb(ZrxTiI-x)03(PZT)和SrBi2Ta209(SBT)，但前者污染環(huán)境且抗疲勞特性差，后者制備溫度過高(750～8500C)，剩余極化強(qiáng)度小m16斗c／鋤2)，阻礙了鐵電存儲(chǔ)器的商品化進(jìn)程。因此，尋找理想的用于鐵電存儲(chǔ)器的鐵電材料成為研究熱點(diǎn)之一。稀土元素?fù)诫s的鈦酸鉍(Bi4Ti3012，簡(jiǎn)記為BTO)鐵電薄膜因其具有較大的剩余極化強(qiáng)度(2Pr)、較好的抗疲勞特性、較低的結(jié)晶溫度而成為目前最有可能替代傳統(tǒng)含鉛PZT的薄膜材料，用來制備高密度非揮發(fā)性鐵電存儲(chǔ)器。因此，BT
2、O鐵電薄膜的制備工藝和性能改善研究成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。尤其是熱處理過程中，有關(guān)損失掉的鉍(Bi)元素的補(bǔ)償問題，得到研究者的關(guān)注。本文采用溶膠．凝膠(S01．od)I藝在Pt(111)／Ti／Si02／Si(100)基片上制備了Bi不同過量的Bi3．25Lao．75Ti3012鐵電薄膜樣品，通過XRD、AFM、鐵電性能測(cè)試等分析手段對(duì)薄膜樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌、鐵電性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明，本文采用的工藝條件下的Bi過量10m01％時(shí)，薄膜樣品表面顆粒相對(duì)均勻、平整，電滯回線飽和性較好，剩余極化強(qiáng)度(2Pr)和矯頑場(chǎng)Ec分別為34．90}tC
3、／cm2、38．55kV／em；系統(tǒng)地研究了退火溫度對(duì)Bi3．25Lao．75Ti3012薄膜傲結(jié)構(gòu)與鐵電性能的影響。結(jié)果表明，7000C處理后的Bi3．25Lao．75Ti3012薄膜樣品表面顆粒呈橢球形、大小均勻，電滯回線飽和性最佳，翻轉(zhuǎn)次數(shù)大于108后，BLT薄膜顯示出疲勞現(xiàn)象。本文采用溶膠．凝膠(S01．Gel)：E藝在Pt(111)／Ti／Si02／Si(100)基片上制備了不同釹(Nd)元素?fù)诫s的B4-xNd。Ti30i2(x=0．25，0．50，0．75)系列薄膜，通過XRD、AFM、鐵電性能測(cè)試等分析手段對(duì)樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)、表
4、面形貌、鐵電性能分析，確定了Nd摻雜的最佳配方為B3．soNdo．50Ti3012；研究了退火溫度對(duì)B3．soNdo．50Ti30r2薄膜樣品微結(jié)構(gòu)與鐵電性能的影響。結(jié)果表明，7000C處理后的B3．50Ndo．50Ti3012薄膜樣品表面顆粒大小相對(duì)均勻，電滯回線飽和性較好，剩余極化強(qiáng)度(2Pr)和矯頑場(chǎng)(Ec)分別為12．56¨C觸n2與71．25kV／cm，在經(jīng)過108次翻轉(zhuǎn)后顯示出了較明顯的疲勞現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：鈦酸鉍，鑭摻雜，釹摻雜，鐵電薄膜，溶膠．凝膠法ABSTRACrABSTRACTInthenewgenerationofnon-v
5、olatileFerroeleetrieMemory,Pb(ZrxTit．x)Os(PZT)andSrBi2Ta209(SBT)werethemostusedferroelectricmaterials．However,theformerhaspooranti-fatiguepropertyandmaycauseEnvironmentalContamination,whilethelatterhashigherprocesstemperature(750～8500C)andlowerremnantpolarization(4-16I．tC／c
6、m2)whichblockedthecommercialapplicationprocessofFerroelectricMemory．Thus，peopleareeagertofindsomenewferroelectricmaterials．Rare-earthdopedB“Ti5012(BTOforshort)ferroeloctricthinfilmshavebecomemostpotentialmaterialsreplacingtheconventionalPZTthinfilmsforapplicationinnon-volat
7、ileFerroelectricMemory,duetoitshigherremnantpolarization(2Pr)，excellentfatigueendurance，relativelylowcrystallizationtemperature．Andthestudiesonthefilmfabricationandtheimprovementsoftheferroelectricperformancearecentralissues．EspeciallyinthestudyofBilossduringtheheattreatmen
8、t,howmuchBiexcessshouldbeadded．TheBLTthinfilmswimexcessBicontentswerepreparedontoa
