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张应力对准同形相界Pb(Zr,Ti)O_3薄膜相变和铁电性能影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN29[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]华中科技大学电子科学与技术系,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划(批准号:90407023) 国家自然科学基金面上项目(批准号:60971008)资助的课题
中文摘要:

采用射频磁控溅射法在Pt/TiOx/SiO2/Si基片上制备了以BaPbO3(BPO)为缓冲层的Pb(Zr0.52,Ti0.48)Nb0.04O3(Nb掺杂PZT,PZTN)薄膜.通过调整BPO层厚度,为该PZTN薄膜引入了不同的张应力.当BPO层厚度分别为68nm和135nm时,PZTN薄膜呈现随机取向,采用2θ-sin2ψ法测得薄膜的张应力为0.786和0.92GPa.电学测试表明,张应力较大的PZTN薄膜具有更好的铁电和漏电流性能.当PZTN薄膜张应力为0.786GPa时,剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为41.2μC/cm2和70.7kV/cm,在+5V下漏电流密度分别为6.57×10-7A/cm-2;而当张应力增为0.92GPa时,剩余极化Pr增为44.1μC/cm2,矫顽场Ec减为58.1kV/cm,+5V下漏电流密度为5.54×10-8A/cm-2.以掠射方式对两种PZTN薄膜做精细扫描,并结合结构精修进一步分析,分析表明张应力较大的PZTN薄膜中单斜相成份较多,这可能是其铁电性能更加优异的原因.

英文摘要:

Pb(Zr0.52,Ti0.48)Nb0.04O3 (Nb-doped PZT, PZTN) films are deposited on Pt/TiOx/SiO2/Si substrates with BaPbO3(BPO) buffer layers by RF-magnetron sputtering method. The magnitudes of tensile stress in PZTN films can be changed by adjusting the thickness of BPO layer. For PZTN films with 68 nm and 135 nm-BPOs, the tensile stresses measured by 2θ-sin2ψ method are 0.786 and 0.92 GPa respectively. Enhanced ferroelectric is observed in PZTN film with raised tensile stress. The remanent polarization and the coercive field for PZTN films with tensile stresses of 0.786 GPa and 0.92 GPa are 41.2μC/cm2(70.7 kV/cm) and 44.1μC/cm2(58.1 kV/cm) respectively. The leakage current decreases from 6.57×10-7A/cm-2 to 5.54×10-8A/cm-2 while tensile stress of PZTN film is raised from 0.786 to 0.92GPa. Fine XRD scan is performed with grazing incidence geometry to investigate the phase composition of PZTN films. Rietveld analysis shows that an increased tensile stress in PZTN film can promote the amount of monoclinic phase,which may be the reason for the ferroelectric property improvement.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876