【摘 要】
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在La Al O3（001）单晶基片上,利用磁控溅射＆脉冲激光共沉积系统制备了800 nm厚的Ce O2:Ba0.6Sr0.4Ti O3（BST）复合薄膜。采用光刻技术、剥离技术和射频磁控溅射的方法构架了Ce O2:BST复合薄膜体积分数比从1:20到1:200,叉指宽度为20 um的Pt/Ce O2:BST/La Al O3叉指电容器。通过对叉指电容器的测试发现:掺杂Ce O2使BST复合薄膜的
【基金项目】
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国家自然科学基金（11074063、11374086）; 河北省自然科学基金重点项目（E2014201188、E2012201035、E2014201063）
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在La Al O3（001）单晶基片上,利用磁控溅射＆脉冲激光共沉积系统制备了800 nm厚的Ce O2:Ba0.6Sr0.4Ti O3（BST）复合薄膜。采用光刻技术、剥离技术和射频磁控溅射的方法构架了Ce O2:BST复合薄膜体积分数比从1:20到1:200,叉指宽度为20 um的Pt/Ce O2:BST/La Al O3叉指电容器。通过对叉指电容器的测试发现:掺杂Ce O2使BST复合薄膜的介电性能得到了改善,在40 V偏置电压下,随着Ce O2掺杂量的不断加大,调谐率出现先增大后减小的现象,40 V偏置电压下的最低介电损耗基本保持不变。对于最优掺杂比为Ce O2:BST=1:80的复合薄膜,在40 V偏置电压下,调谐率为39.35%,介电损耗为0.033,品质因子为12.07。在Ce O2:BST复合薄膜最优掺杂比例下（Ce O2:BST体积分数比=1:80）,制备了包括均匀棒状、正金字塔、倒金字塔、串珠这四种类型的Ce O2:BST复合薄膜,以Pt做电极构架不同掺杂类型的Pt/Ce O2:BST/La Al O3叉指电容器。对该叉指电容器进行测试后发现:串珠型样品具有更好的介电性能,在40 V测试电压下,调谐率为48.45%,介电损耗为0.025,品质因子为19.38。利用脉冲激光沉积法,分别在La Al O3（001）和Mg O（001）单晶基片上沉积BST薄膜。XRD和AFM对两种BST薄膜的晶体结构和表面形貌进行表征,从结果中可以看出:两种结构中BST薄膜均为外延生长,BST/La Al O3和BST/Mg O结构中BST薄膜的平均晶粒尺寸分别为42 nm和52 nm。然后,在BST/La Al O3和BST/Mg O结构之上构建了叉指宽度为20 um的Pt/BST/La Al O3和Pt/BST/Mg O叉指电容器,通过对叉指电容器的测试发现:Pt/BST/Mg O叉指电容器的调谐率更高（39.68%）,介电损耗更小（0.029）,频率依赖性更小,器件的频率适应范围更广。利用磁控溅射法在蓝宝石（0001）单晶基片上制备外延Mg O缓冲层。然后,利用脉冲激光沉积法,在蓝宝石衬底上和沉积过Mg O缓冲层的蓝宝石衬底上生长BST薄膜,并成功构建了Pt/BST/Al2O3和Pt/BST/Mg O/Al2O3叉指电容器。对有无缓冲层的蓝宝石基BST薄膜的晶体结构和电学性能进行了测试,结果表明Mg O缓冲层促使了上层BST薄膜的外延生长,并且在该结构下BST薄膜的介电性能有了一定程度的提高。
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