化學(xué)溶液沉積制備鐵酸鉍-氧化鋅復(fù)合薄膜的電磁學(xué)研究.pdf

1、鐵電薄膜/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)表現(xiàn)出的電阻開(kāi)關(guān)效應(yīng)是制備鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器的所需的性質(zhì)。鐵電薄膜要有高的居里溫度和剩余極化。鐵酸鉍是為數(shù)不多的幾種在室溫下同時(shí)呈現(xiàn)鐵電性和鐵磁性的單相多鐵材料。鐵酸鉍具有扭曲的斜六面體鈣鈦礦結(jié)構(gòu)（空間群編號(hào)為 R3c），鐵電有序(鐵電居里溫度為1103K)。鐵酸鉍的剩余極化值Pr可以達(dá)到90μC/cm2，接近鋯鈦酸鉛PZT的性能，能夠成為無(wú)鉛鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器的材料。但是由于鐵酸鉍中鐵元素價(jià)態(tài)的變化和氧空位濃度的變化使得

2、其器件的漏電流較大。在本文中將會(huì)研究使用溶膠凝膠法制備的鐵酸鉍薄膜的電磁學(xué)特性并使用氧化鋅/鐵酸鉍以及氧化鋅納米棒/鐵酸鉍復(fù)合薄膜的電磁學(xué)特性。
　　以硝酸鐵、硝酸鉍為原料使用溶膠凝膠法制備純相的鐵酸鉍薄膜，并研究其I-V曲線、電滯回線，發(fā)現(xiàn)在N-Si襯底上制備的BFO薄膜擁有二極管效應(yīng)，其在場(chǎng)強(qiáng)為16.67kV/cm下剩余極化為0.79μC/cm2。
　　以醋酸鋅、甲醇、二乙醇胺為原料使用溶膠凝膠法在 Si/SiO2/Ti

3、O2/Pt(111)沉底上制備單層氧化鋅種子層，并在 Zn(NO3)2/KOH水溶液中利用水熱法制備C軸取向的不同直徑和長(zhǎng)度的單晶氧化鋅納米棒，并利用原子力顯微鏡研究所得到的納米棒的彈性模量。
　　隨后在得到的氧化鋅納米棒上制備鐵酸鉍薄膜，其在10.00kV/cm的場(chǎng)強(qiáng)下最高剩余極化可以達(dá)到80.9μC/cm2，達(dá)到了飽和狀態(tài)，但是由于熱處理中基片與濕膜的熱膨脹系數(shù)不同使薄膜中存在殘余應(yīng)力，致使氧化鋅存在剩余極化，極化電荷存在于氧