batio3薄膜的重直界面效應(yīng)

1、蘇州大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不含為獲得蘇州大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書(shū)而使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)體和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。論文作者簽名：垃．奴日 期：B a T i 0 3 薄膜的垂直界面效應(yīng) 中文摘要中文摘要研究和制備多功能

2、性的復(fù)合氧化物薄膜，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步的迫切需要，復(fù)合氧化物薄膜結(jié)合了不同種材料的功能性，在諸如力、熱、光、電磁等諸多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景，從而成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。以B a T i 0 3 ( B T O ) 為代表的鐵電材料具有良好的鐵電、壓電、熱釋電及非線(xiàn)性光學(xué)性質(zhì)，在鐵電存儲(chǔ)器、紅外探測(cè)器、空間光調(diào)制器、介電熱輻射測(cè)量器及光學(xué)傳感器等方面有重要應(yīng)用，已成為國(guó)際高新技術(shù)研究領(lǐng)域之一。將鐵電材料與復(fù)合氧化物薄膜結(jié)合起

3、來(lái)，形成的鐵電復(fù)合氧化物薄膜可以進(jìn)一步提高鐵電材料的性能、拓寬其應(yīng)用范圍，對(duì)鐵電材料的實(shí)用化具有重要意義。本文采用固相反應(yīng)法制備純B T O 、S m 2 0 3 靶材及B T O 與S m 2 0 3 按不同比分混合的復(fù)合靶材。用脈沖激光沉積的方法在S r T i 0 3 ( S T O ) 基底上，制備了純B T O 薄膜、純S m 2 0 3薄膜及( B a T i 0 3 ) 1 ．x ：( S m 2 0 3 ) x 復(fù)合薄膜

4、。本文研究并比較了' B T O 和S m 2 0 3 兩種單相薄膜與( B a T i 0 3 ) 1 ．。：( S m 2 0 3 ) 。復(fù)合薄膜的微結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)，包括：晶格結(jié)構(gòu)、應(yīng)力變化、表面形貌與有序結(jié)構(gòu)以及漏電和介電性質(zhì)。分析表明：復(fù)合薄膜中的B T O 與S m ：0 3 兩相分離，都形成了垂直方向有序的納米柱狀結(jié)構(gòu)，從而在兩相之間形成垂直界面。垂直界面直接影響了復(fù)合薄膜的物理性質(zhì)。由于垂直界面的形成，B T O

5、受到垂直方向的拉伸應(yīng)變，晶格常數(shù)變大；同時(shí)垂直方向應(yīng)變的大小，隨S m 2 0 3 比分的增加而增大，最大可達(dá)+ 3 ．7 3 ％。在制備P t ／( B a T i 0 3 ) 1 ．x ：( S m 2 0 3 ) x ／N b ．S T O 異質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，我們測(cè)量了薄膜的漏電和介電性質(zhì)。我們發(fā)現(xiàn)：( 1 ) 在相同的溫度和電場(chǎng)下，復(fù)合薄膜的漏電流比純B a T i 0 3薄膜減少了2 ～5 數(shù)量級(jí)。其主要原因在于B T O 材

6、料中，漏電電流主要來(lái)源于其中的氧空位；而在復(fù)合薄膜中由于垂直界面的存在，S m 2 0 3 和B T O 兩相之間有一定的氧擴(kuò)散或氧輸運(yùn)，從而降低了復(fù)合薄膜中B T O 相的氧空位濃度，進(jìn)而有效減少了復(fù)合薄膜的漏電流。( 2 ) 通過(guò)對(duì)變溫漏電電流．電場(chǎng)強(qiáng)度關(guān)系的研究，我們發(fā)現(xiàn)純B T O 薄膜中，其漏電機(jī)制主要由界面效應(yīng)決定；而復(fù)合薄膜的漏電機(jī)制變成空間電荷限制電流這種典型的體效應(yīng)。其主要原因在于，垂直界面的形成在薄膜中產(chǎn)生了密度很高