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钨青铜型结构钾钠铌酸锶钡(KNSBN)和铌酸锶钡(sBN)电光薄膜材料,具有电光系数大、机械性能好、无90°畴以及成本低、成膜面积大、易集成等优点,是一类性能优良的无铅环保电光薄膜材料,在微电子、光电子、光信息处理等领域有着广泛的应用前景,受到了人们的广泛重视和研究。准确检测电光薄膜的电光、光学性能参数是进行电光器件应用的前提条件,所以,选择开展KNSBN和SBN电光薄膜的电光及光学特性研究具有重要意义。
本文在分析、总结铁电、电光薄膜材料的生长制备及应用研究现状的基础上,着重对脉冲激光沉积(PLD)法生长制备出的钾钠铌酸锶钡(KNSBN)和铌酸锶钡(SBN)电光薄膜,用X-射线衍射仪、扫描电镜、激光显微拉曼光谱仪、自搭建的电光效应测量系统进行了测量研究,得到了薄膜的微观结构、厚度、拉曼谱、光学常数和电光系数等重要参数,其主要内容如下:
(1)用激光脉冲沉积(PLD)法在MgO(001)和玻璃衬底上成功地生长、制备出了KNSBN和SBN电光薄膜,且生长在MgO(001)衬底上的KNSBN和SBN电光薄膜为外延膜,薄膜的(001)取向是沿着MgO衬底表面垂直方向生长的;
(2)对生长在MgO(001)衬底上的外延KNSBN和SBN电光薄膜在200-900nm波段范围的透射光谱进行了测量,通过对薄膜透射光谱的振荡曲线分析计算得到了KNSBN和SBN电光薄膜的光学常数,研究结果发现外延KNSBN和SBN电光薄膜的折射率符合单电子模型,且与KNSBN和SBN晶体的折射率非常相近;
(3)通过电致双折射方法对生长制备的。KNSBN和SBN电光薄膜的电光性能进行了测量研究,得到了双折射率变化△η与外加电场E之间关系曲线,并由此计算得到了KNSBN和SBN薄膜的二次电光系数,其二次电光系数R分别为0.4x10<-16>(m/v)<2>,0.21x10<-16>(m/v)<2>。
本文研究为钾钠铌酸锶钡(KNSBN)和铌酸锶钡(SBN)电光薄膜器件应用提供了可靠的依据。