对微桥结构锆钛酸铅(PZT)和柔性衬底上聚偏二氟乙烯(PVDF)铁电薄膜的热释电性能和红外探测器性能的稳定性进行了研究。不同衬底以及不同电极材料PZT薄膜探测器表现出的自极化程度主要依赖于衬底施加于薄膜的应力,其次也与电极材料相关。衬底材料与电极材料的优化组合才能得到最大自极化效应。界面缺陷也能够引起器件的自极化,但实验中观察到的现象是一种亚稳态过程,在150度退火后消失。柔性薄膜上的应力实验结果表明在PVDF铁电薄膜中引入的形变小于2%的情况下器件电压响应率降低14% 。应力本身不是器件性能退化的主要原因,但PZT铁电薄膜器件中多层复合薄膜的热膨胀系数不匹配产生的应力致使器件电极与材料之间接触不良可能是器件性能退化的原因之一。比较PZT和PVDF铁电性及其探测器稳定性,认为铁电薄膜具有大矫顽场有利于器件性能更加稳定。使用PVDF材料制备出单元器件效率达到1.2*109cmHz1/2W-1,通过两维机械扫描系统实现了对人体目标的热成像。经过一年半的观测该器件的性能没有退化。建立了针对有机聚合物薄膜的光刻刻蚀工艺,为制备有机聚合物铁电薄膜线列探测器打下了基础。
英文主题词ferroelectric detector; stress in film; PZT; PVDF; stability of detector