论文摘要
钽钪酸铅Pb（Sc1/2Ta1/2）O3（简称PST）是一种典型钙钛矿结构复合材料。PST铁电薄膜是一种性能优良的热释电材料,与其他材料相比,具有较高的热释电系数λ、高的电阻率ρ和大的热释电材料探测器优值FD,虽然其铁电、热释电性能很好,但由于PST居里点较低,大致在-525℃、且需要在相当高的温度下（1500℃）才能合成致密、具有钙钛矿结构、性能良好的PST材料,因此,这个条件极大制约了PST材料的应用。如在PST中加入钛酸铅（PT,其居里点约为490℃）,形成具有符合钙钛矿结构的（1-x）PST-xPT固溶体,可以较大幅度地提高PST材料体系的居里点、降低其制备温度,从而扩大PST材料体系的应用范围。本论文采用了普通电子陶瓷法制备了纯钙钛矿的PSTT靶材,用RF磁控溅射法制备了PSTT铁电薄膜,并研究了衬底、基底温度、退火温度、退火方式等工艺参数对其结构和性能的影响。同时也制备了PZT80、PZT20陶瓷靶,对PZT80、PZT20交替多层薄膜进行了部分研究,所得主要结论如下:1、在LSCO/Pt/Ti/SiO2/Si上沉积的PSTT薄膜为纯钙钛矿相,结构比较致密。大气气氛下,分别在700℃、750℃快速退火2min的PSTT薄膜样品,为（220）高度取向。2、725℃快速退火3min的PSTT薄膜样品的剩余极化强度Pr为2.12μC/cm2,矫顽场Ec为59.35kV/cm。介电常数和损耗分别为492、0.0046。3、700℃快速退火3min后的PSTT薄膜样品,在偏压为15V时,漏电流密度小于10-6A/cm2。725℃快速退火3min后的PSTT薄膜样品在偏压为13V时,漏电流密度也接近10-6A/cm2。4、在频率从0.5150kHz时,四方相厚度dR和三方相厚度dT的比率dR/dT为1:3的PZT多层薄膜介电常数和损耗分别为328,0.0098,其剩余极化强度Pr为32.6μC/cm2。
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摘要英文摘要第一章 绪论1.1 铁电材料的研究进展1.2 铁电薄膜的制备技术及其特点1.2.1 溅射法（Sputtering）1.2.2 金属有机物化学气相沉积法（MOCVD）1.2.3 溶胶-凝胶法（Sol-Gel）1.2.4 脉冲激光沉积法（PLD）1.3 铁电薄膜材料在器件上的应用1.3.1 铁电薄膜在微机电系统中的应用1.3.2 铁电薄膜在存储器件中的应用1.3.3 铁电薄膜在微波器件中的应用1.4 本论文研究的目的、意义及选题依据参考文献第二章 PSTT 薄膜的结构与性能1/2TA1/2)O3（PST）的结构与相变'>2.1 钽钪酸铅PB(SC1/2TA1/2)O3（PST）的结构与相变2.1.1 PST 的晶体学结构2.1.2 PST 的铁电相变2.2 PST 的性能及应用2.3 PST 铁电薄膜制备技术2.4 PST-PT 的结构与相图2.5 PST-PT 的性能本章小结参考文献第三章 PSTT 薄膜的制备3.1 磁控溅射法原理及特点3.1.1 磁控溅射原理3.1.2 磁控溅射的特点3.1.3 影响磁控溅射薄膜的性能因素3.2 PSTT 靶材的制备3.2.1 配料3.2.2 球磨3.2.3 一步烧结3.3 PSTT 薄膜的制备3.3.1 基片与电极的选择3.3.2 衬底的清洗3.3.3 缓冲层的制备3.3.4 PSTT 铁电薄膜的制备3.3.5 薄膜的退火3.3.6 上电极的制备3.4 结构和形貌表征技术3.4.1 SEM 的工作原理3.4.2 AFM 的工作原理3.4.3 X 射线衍射原理本章小结参考文献第四章 PSTT 薄膜性能的研究4.1 PSTT 薄膜的结构分析4.1.1 衬底温度对PSTT 薄膜结构的影响4.1.2 不同基底对PSTT 薄膜结构的影响4.1.3 不同退火方式薄膜结构的影响4.1.4 保温时间对薄膜结构的影响4.2 PSTT 薄膜的形貌分析4.2.1 PSTT 薄膜的AFM 分析4.2.2 PSTT 薄膜的SEM 分析4.3 PSTT 薄膜的电学性能4.3.1 PSTT 薄膜的频率-介电常数、频率-介电损耗分析4.3.2 PSTT 薄膜的铁电性能4.3.3 PSTT 薄膜的漏电流特性本章小结参考文献第五章 PZT 多层膜的性能研究5.1 铁电多层膜和铁电超晶格5.1.1 铁电超晶格5.1.2 铁电多层膜5.2 PZT 多层膜5.3 PZT 多层膜的制备5.4 PZT 多层膜的性能研究本章小结参考文献第六章 主要研究结论及进一步工作建议6.1 主要的研究结论6.2 进一步的工作建议附录攻读硕士期间已发表或待发表论文作者在攻读硕士期间参与的科研项目致谢
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