BCZT-CZFO無鉛磁電復(fù)合薄膜的制備及性能研究.pdf

1、磁電復(fù)合薄膜同時具有良好的鐵電性能和鐵磁性能，不僅易與微電子器件兼容，而且能降低器件的體積，因此在下一代多功能器件（如信息存儲器件、自旋電子器件、新型磁電耦合傳感器等）方面有著十分廣泛的應(yīng)用前景。本文采用溶膠-凝膠法分別制備了Co0.8Zn0.2Fe2O4(CZFO)鐵磁薄膜、(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.9Ti0.1)O3(BCZT)無鉛鐵電薄膜以及2-2型BCZT/CZFO無鉛磁電復(fù)合薄膜。
　　論文首先采用溶膠-凝膠

2、法分別在Si(001)襯底及Pt(111)/Ti/SiO2/Si襯底上制備了CZFO薄膜，研究了襯底對薄膜的微觀結(jié)構(gòu)以及磁性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在650C退火時，兩種襯底上制備的CZFO薄膜均為單相尖晶石結(jié)構(gòu)，無擇優(yōu)取向;在Pt(111)/Ti/SiO2/Si襯底上制備的CZFO薄膜表面更加均勻致密。由拉曼光譜分析可知，在上述兩種襯底上沉積的CZFO薄膜均處于壓應(yīng)力狀態(tài);相對而言，在Si(001)襯底上沉積的CZFO薄膜受到的壓應(yīng)力較大

3、。磁性能測試表明，沉積在Pt(111)/Ti/SiO2/Si襯底上的CZFO薄膜的矯頑力（Hc）小于Si(001)襯底上薄膜的矯頑力。
　　接下來，論文采用溶膠-凝膠法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si襯底上制備了BCZT薄膜以及含TiO2晶種層和LaNiO3晶種層的BCZT薄膜。XRD分析表明，含TiO2晶種層以及LaNiO3晶種層的BCZT薄膜分別呈現(xiàn)出(111)及(h00)方向的擇優(yōu)取向。SEM以及AFM分析表明，LaN

4、iO3晶種層的引入較明顯地改善了BCZT薄膜的結(jié)晶質(zhì)量，薄膜表面光滑且晶粒致密。電學(xué)性能測試表明，含LaNiO3晶種層的BCZT薄膜具有較大的介電常數(shù)及較小的介電損耗。
　　最后，論文制備了2-2型BCZT/CZFO無鉛磁電復(fù)合薄膜，并研究了不同鐵磁層(CZFO)厚度對復(fù)合薄膜微觀結(jié)構(gòu)、電性能、磁性能以及磁電耦合性能的影響。結(jié)果表明，不同CZFO厚度的BCZT/CZFO磁屯復(fù)合薄膜界而清晰完整，膜層之間沒有明顯的分層及互擴(kuò)散現(xiàn)象;