PLT熱釋電薄膜材料的研究.pdf

1、鑭鈦酸鉛(PLT)鐵電薄膜具有優(yōu)良的熱釋電性、鐵電性、壓電性和光電性等，在熱釋電紅外探測器、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)和電光器件等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。本論文主要針對(duì)熱釋電探測器用PLT鐵電薄膜，研究了PLT薄膜的制備工藝對(duì)微結(jié)構(gòu)、介電性能、鐵電性能及熱釋電性能的影響。 采用射頻磁控濺射法，分別通過快速退火和傳統(tǒng)退火工藝，在5英寸的Pt/Ti/SiO2/Si基片上制得具有不同微結(jié)構(gòu)與性能的PLT薄膜。AFM、XRD以及性能測試

2、結(jié)果表明：較低的基片溫度有利于形成表面均勻致密的薄膜，且薄膜的表面粗糙度均方根較??；隨著基片溫度的升高，經(jīng)過快速退火的PLT薄膜的介電常數(shù)逐漸增大；相比于傳統(tǒng)退火，快速退火縮短了退火時(shí)間，提高了薄膜的介電和鐵電性能；快速退火隨著保溫時(shí)間的延長，大部分鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的特征峰的峰強(qiáng)增大，半高寬減小，峰形越來越尖銳，但當(dāng)保溫時(shí)間為80s的時(shí)候，(100)和(110)峰的強(qiáng)度有所下降，因此保溫時(shí)間在60s較為適宜。在600℃保溫60s熱處理的薄膜介

3、電常數(shù)、損耗、最大極化強(qiáng)度、剩余極化強(qiáng)度分別為423、2.1％、27.5μC/cm2、5.4μC/cm2。 采用循環(huán)間歇濺射法制備PLT薄膜。相比于連續(xù)濺射，循環(huán)間歇濺射法制備的薄膜表面更加均勻致密；而且，這種方法降低了PLT薄膜的結(jié)晶溫度。循環(huán)1次間歇濺射制備的PLT薄膜，經(jīng)過600℃快速熱處理后性能較好，其介電常數(shù)、介電損耗和剩余極化強(qiáng)度分別為587、1.5％、11.8μC/cm2。循環(huán)次數(shù)從1次增加到3次，PLT薄膜的(1