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随着传感器、谐振器、驱动器、非挥发性存储器、超声波换能器等铁电薄膜电子元器件需求量的增加,制备低成本、高寿命、集成多功能的铁电薄膜材料受到研究者的高度关注。近年来,BiFeO3 (BFO)作为一种理想的环境友好型无铅多铁材料,因其优异的铁电、压电以及铁磁性能,有望在未来的微机电系统中替代Pb(Zr,Ti)O3(PZT)而得到广泛的应用。目前,诸多因素仍制约着BFO薄膜材料的应用,一方面,BFO薄膜样品的制备工艺仍不够成熟,所制备的BFO薄膜样品存在性能不稳定和性能不优良两个特点;另一方面,在BFO薄膜样品的制备过程中,由于气氛等原因,容易发生Fe化合价的波动(主要为Fe3+被还原为Fe2+),为了达到电价平衡,产生氧空位,这将使得所制备的薄膜样品的漏电问题加剧,进而影响到所制备的薄膜样品其它方面的性能,如铁电性能等。因此,通过对制备工艺的进一步优化、掺杂改性、制备多层结构等手段提高BFO薄膜的性能成为目前研究的重点。本文采用溶胶.凝胶法,层层退火工艺,制备了一系列不同参数的BFO基薄膜样品,通过一系列研究,得到以下主要结论。(1)Bi过量对BFO薄膜的结构和性能影响较大。在本体系中,当Bi过量10mo1%时,所制备的薄膜为AB03型钙钛矿结构,此时薄膜样中存在准同型相界,在准同型相界附近,薄膜相结构具有较大活性,有利于薄膜性能的提高,测试电场为1213kV/cm时,薄膜剩余极化强度为71.18μC/cm2,矫顽场强412.52kV/cm,漏电流密度为7.8×10-7A/cm2,当频率为105Hz时,薄膜的介电常数208,介电损耗为0.042。(2)Sr掺杂对BiFe0.98Mn0.02O3薄膜的相结构和电性能有较大影响。Sr元素的最佳掺量为2mo1%,测试电场为800kV/cm时,薄膜剩余极化强度90.129 μ C/cm2,矫顽场282.37kV/cm,漏电流密度为4.5× 10-7A/cm2,测试频率为105Hz时,介电常数为232,介电损耗为0.190。(3)使用Sr2Bi4Ti5O18(SBTO)薄膜进行双层结构的制备,降低了BFO基薄膜样品的漏电流密度,同时发现,双层结构的制备,使得所制备的薄膜样品的抗击穿电场升高。作为创新,在机理分析方面,认为Sr掺杂导致BFMO薄膜漏电的主要因素是自由移动的氧空位(Vo2-)··或取代铋离子的锶离子(SrBi3+2+)’而不是缺陷电子对(Srbi3+2+)-(Vo2-)",这为进一步降低薄膜材料的漏电流提供了参考,通过双层结构的探讨,提高了薄膜的抗击穿性能,降低了薄膜的漏电流密度,开阔了制备更薄薄膜的新思路,为BFO基薄膜在未来的电子元器件中的应用提供了实验基础。