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文檔簡介
1、采用溶膠-凝膠工藝制備了p-Si基Bi4-xLaxTi3O12(BLT,x=0~0.85)系列鐵電薄膜,研究了退火工藝和鑭離子摻雜對 Bi4Ti3O12鐵電薄膜微觀結(jié)構(gòu)、鐵電和介電性能的影響規(guī)律與機(jī)理。
通過XRD、SEM和AFM等微觀分析手段和RT66、低頻阻抗分析儀、微電流測試儀等鐵電、介電測試儀器,研究了退火工藝和摻鑭量對BLT薄膜生長取向、相結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸、表面形貌、剩余極化、矯頑電場、介電常數(shù)、介電損耗、漏電流密度、
2、C-V特性等的影響,成功制備出表面平整無裂紋,晶粒均勻,無焦碌石相或其它雜相隨機(jī)生長的BLT系列薄膜,獲得了溶膠-凝膠低溫制備高質(zhì)量BLT鐵電薄膜的工藝方法,在保持良好介電性能的前提下提高了薄膜的鐵電性能。結(jié)果表明:退火溫度和La摻雜含量是BLT結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)鍵影響因素。摻雜量x在0.50~0.85時,Bi4-xLaxTi3O12鐵電薄膜的剩余極化Pr值在13.0~17.5μC/cm2之間,矯頑場Ec值在102.1~106.8kV/cm
3、之間,且電滯回線的矩形度較好。溫度過高(高于650℃)時不利于降低薄膜的漏電流,而溫度低于550℃則不利于鈣鈦礦相形成和晶粒的充分生長,經(jīng)600℃退火處理、摻雜量x=0.75的BLT薄膜的剩余極化Pr最大,達(dá)到17.5μC/cm2,而Ec值最小,約為102.1kV/cm,與Bi4Ti3O12薄膜7.9μC/cm2的剩余極化相比,Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜的鐵電性能有顯著提高。6V偏壓下的Bi3.25La0.75Ti3O12
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