光記錄材料與鐵電材料的制備與性能研究.pdf

1、人工薄膜的出現(xiàn)是20世紀(jì)材料科學(xué)發(fā)展的重要標(biāo)志。自70年代以來(lái)薄膜材料、薄膜科學(xué)、與薄膜技術(shù)一直是高新技術(shù)研究中最活躍的研究領(lǐng)域之一，并已取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在光記錄材料領(lǐng)域，Cu<,3>N薄膜以較低的熱分解溫度，較高的電阻率，對(duì)紅外光和可見光的反射率與Cu單質(zhì)有明顯差別，無(wú)毒廉價(jià)等特殊性質(zhì)得到了廣泛的關(guān)注和研究。 近年來(lái)，鐵電薄膜的制備、性能和應(yīng)用已經(jīng)成為國(guó)際上功能信息材料與器件研究的一個(gè)熱點(diǎn)。鐵電薄膜具有許多優(yōu)良的物理性質(zhì)

2、和效應(yīng)，如鐵電開關(guān)特性、壓電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、電光效應(yīng)、聲光效應(yīng)、光折變效應(yīng)和非線性光學(xué)效應(yīng)等。因此鐵電薄膜在微電子、光電子、集成光學(xué)和微機(jī)械學(xué)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。其中以對(duì)PLT薄膜的研究尤為突出。 本論文分為兩個(gè)部分，第一部分綜述了一次性光記錄材料Cu<,3>N薄膜的最新研究進(jìn)展，介紹了其應(yīng)用領(lǐng)域，研究了室溫下純Cu<,3>N及Ti、Ni、Sn摻雜Cu<,3>N薄膜的制備及性能。第二部分綜述了鐵電材料PLT的最新研究進(jìn)展

3、及其應(yīng)用領(lǐng)域，初步研究了PLT薄膜及粉末的制備和性能。 1.純Cu<,3>N薄膜的制備與性能研究本文采用射頻磁控反應(yīng)濺射手段，在不直接加熱的玻璃襯底上制備了純的Cu<,3>N薄膜。首先改變?yōu)R射氣氛，氮分壓(P<,N2>)分別取0 Pa、0.2 Pa、0.4 Pa、0.6 Pa、0.8 Pa、1 Pa制備薄膜，運(yùn)用X．射線衍射儀(XRD)研究了氮分壓的改變對(duì)薄膜結(jié)晶性能的影響，當(dāng)P<,N2>=0.6 Pa時(shí)，薄膜的結(jié)晶性達(dá)到最好；

4、改變?yōu)R射功率，分別在180 W，300 W，520 W下制備Cu<,3>N薄膜，運(yùn)用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、紫外-可見分光光度計(jì)(UV-VIS)、四探針電阻儀等手段研究了功率對(duì)薄膜的形貌、電學(xué)、光學(xué)性能的影響。當(dāng)功率≥180 W時(shí)薄膜有良好的結(jié)晶并且沿(100)面擇優(yōu)生長(zhǎng)；改變靶基距，分別在24mm，31.9mm，40mm，48.4mm，55mm下制備Cu<,3>N薄膜，研究了不同靶基距下薄膜的形貌、電學(xué)

5、和光學(xué)性能的變化。當(dāng)靶基距≤48mm時(shí)，結(jié)晶很好。 2．摻雜的Cu<,3>N薄膜的制備與性能研究同樣為射頻磁控反應(yīng)濺射法，采用將被摻金屬均勻粘貼在紫銅靶表面、或者將金屬顆粒均勻鑲嵌在紫銅靶表面等方法，通過改變?yōu)R射氣氛、氣體流量、襯底溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)制備了一系列Ti、Ni、Sn元素?fù)诫s的Cu<,3>N薄膜。通過各種表征手段研究分析了三種元素的摻雜對(duì)Cu<,3>N薄膜的形貌、晶格常數(shù)、電學(xué)、光學(xué)性能的影響。分析發(fā)現(xiàn)，Ti元素的摻雜對(duì)C