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《鈦酸鍶鉛鐵電薄膜的制備及其介電性能研究》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、學(xué)校代碼10530學(xué)號201110061313分類號TN304密級公開碩士學(xué)位論文鈦酸鍶鉛鐵電薄膜的制備及其介電性能研究學(xué)位申請人劉流指導(dǎo)教師唐明華教授學(xué)院名稱材料與光電物理學(xué)院學(xué)科專業(yè)微電子學(xué)與固體電子學(xué)研究方向電子材料與器件二○一四年五月十日萬方數(shù)據(jù)FabricationandDielectricPropertiesofLeadStrontiumTitanateFerroelectricThinFilmsCandidateLiuLiuSupervisorProfessorMinghuaTangCollegeF
2、acultyofMaterials,OptoelectronicandPhysicsProgramMicroelectronicsandSolidStateElectronicsSpecializationElectronicMaterialsandDevicesDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay10,2014萬方數(shù)據(jù)湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特
3、別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理
4、。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要近年來，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鐵電薄膜由于具有介電非線性和低介電損耗等特性而得到廣泛研究。其中，(BaxSr1-x)TiO3(BST)和(PbxSr1-x)TiO3(PST)在可調(diào)器件的應(yīng)用方面被認(rèn)為是最有前途的電介質(zhì)材料。然而，由于BST薄膜存在相對較高的熱處理溫度和介電損耗大等問題，與之相比，PST薄膜則表現(xiàn)出較小的晶粒尺寸效應(yīng)、較低的晶化溫度、較高的相對介電常數(shù)和較低的介電損耗等優(yōu)點(diǎn)，這使得后者能更好的與微電子工藝相兼容，從而推動(dòng)現(xiàn)代器件的小型化和集成化發(fā)展。
5、本文分別選取Pb0.9Sr0.1TiO3和Pb0.4Sr0.6TiO3兩種不同Pb/Sr比例的PST作為研究對象，利用溶膠凝膠薄膜制備方法，采用元素?fù)诫s和引入緩沖層這兩種最常用且最有效的改性方法，探討它們對PST薄膜微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的不同影響。具體工作和得到的結(jié)果如下：1.利用溶膠凝膠法成功制備出了La摻雜的Pb0.82La0.08Sr0.1Ti0.98O3(PLST)鐵電薄膜，使薄膜分別在550°C、600°C和650°C溫度下退火，通過比較退火溫度對PLST薄膜微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響發(fā)現(xiàn)，PLST薄膜在6
6、00°C溫度下退火時(shí)介電性能最好，在頻率為1kHz處，它的介電常數(shù)為873，介電損耗為0.084，在電場為400kV/cm大小時(shí)調(diào)諧率達(dá)到了44%。在引入LaNiO3緩沖層，薄膜的結(jié)晶更好，晶粒更小，而且介電常數(shù)在同樣的頻率下從873增大到了1140，損耗從0.084減小到了0.079，當(dāng)施加偏壓為20V時(shí)，有LNO緩沖層的PLST薄膜的調(diào)諧率和優(yōu)值分別達(dá)到68%和14.2，而無緩沖層的PLST薄膜的調(diào)諧率和優(yōu)值則為60%和8.7。2.利用溶膠凝膠法成功制備出了Pb0.4Sr0.6TiO3(PST)鐵電薄膜，引入
7、三種不同的緩沖層薄膜(La0.5Sr0.5CoO3、LaNiO3和TiO2)，三種薄膜的厚度都為100nm，研究結(jié)果表明，緩沖層LNO和TiO2能促進(jìn)PST薄膜沿(110)方向擇優(yōu)生長，而無緩沖層和緩沖層為LSCO的PST薄膜則為隨機(jī)取向，無緩沖層、緩沖層為LSCO、LNO和TiO2的PST薄膜的調(diào)諧率依次為51.5%、44.6%、54.5%和11.5%，而優(yōu)值依次為9.9、11.2、20.4和5.5。另外，在此基礎(chǔ)上，我們還研究了不同厚度的TiO2作為緩沖層對PST薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和介電性能的影響，其中TiO2厚
8、度為50nm、100nm和200nm。結(jié)果表明，隨著緩沖層TiO2厚度的增加，PST薄膜(110)衍射峰逐漸增強(qiáng)，介電常數(shù)、調(diào)諧率和優(yōu)值都逐漸減小，但是介電損耗則先減小后增大，在緩沖層厚度為100nm時(shí)達(dá)到最小，只有0.02，因此這對于減小PST薄膜損耗方面的工作有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：PST薄膜；溶膠凝膠法；La元素?fù)诫s；緩沖層；介電性能I萬方數(shù)據(jù)AbstractFe
