基于YBCO底電極的PZT鐵電薄膜的制備及性能研究.pdf

1、YBa2Cu3O7-x(YBCO)超導(dǎo)體與Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)和Ba1-xSrxTiO3(BST)等鐵電體具有相同的晶體結(jié)構(gòu)、相近的晶格常數(shù)以及匹配的熱膨脹系數(shù)，因此可被用作鐵電薄膜電極材料使用。同時(shí)將鐵電薄膜與高溫超導(dǎo)薄膜集成生長，有助于新物理效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)及多功能器件的研制，尤其是實(shí)現(xiàn)低溫（液氮溫區(qū)）鐵電器件的應(yīng)用。
　　本文采用Sol-gel法在(001)LAO基板上制備了以YBCO為電極的取向性PZT鐵電薄膜

2、。研究了工藝參數(shù)對(duì)PZT晶化及取向的影響，發(fā)現(xiàn)在650℃下氧氣氣氛中熱處理1小時(shí)所得到厚度為1.5μm的PZT薄膜具有最好的(001)擇優(yōu)生長取向。鐵電性能測試表明，該樣品的剩余極化強(qiáng)度Pr為26.0μC/cm2，經(jīng)109翻轉(zhuǎn)次數(shù)后Pr幾乎沒有下降，表明其具有良好的抗疲勞性。對(duì)PZT/YBCO間的漏電流機(jī)制分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓小于2.4V時(shí)，漏電流以本征電子電導(dǎo)為主，而在2.4V～15V之間，空間電荷限制電流為主要導(dǎo)電機(jī)制。
　　進(jìn)一

3、步研究了PZT/YBCO結(jié)構(gòu)的低溫鐵電性能。將PZT薄膜在610℃熱處理，PZT/YBCO結(jié)構(gòu)在450℃滲氧1h后，獲得了兼具鐵電性和超導(dǎo)性的PZT/YBCO結(jié)構(gòu)。低溫鐵電性能測試表明，以YBCO作為底電極的PZT薄膜的Pr隨溫度下降減弱趨勢(shì)很小，250K～50K間的Pr從22.31μC/cm2降到21.44μC/cm2，僅有0.87μC/cm2的下降。而以LNO為底電極的PZT薄膜在50 K時(shí)呈現(xiàn)出不飽和的電滯回線，且極化強(qiáng)度大幅下降