项目以硅基BaTi2O5薄膜的脉冲激光沉积、结构调控及其性能研究为目标,首先建立了高质量BaTi2O5靶材的制备技术,利用电弧熔炼结合放电等离子烧结技术获得了物相单一、大尺寸(直径20-50mm)、高致密度(97.7%)的BaTi2O5陶瓷;在此基础上,以BaTi2O5陶瓷为靶材,利用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备BaTi2O5薄膜,重点研究了沉积工艺(激光能量密度、氧分压、沉积温度)对薄膜物相、结晶取向、表面形貌和微观结构的影响;建立了BaTi2O5薄膜的脉冲激光沉积技术,解决了其可控生长的技术难题,通过优化沉积工艺、采用MgO缓冲层和采取适宜的结构调控方法,获得了物相单一、b轴择优取向、表面平整致密,而且具有优良介电(介电常数1985@100 kHz,居里温度748K)、铁电(剩余极化强度14.2uC/cm2)和光学性能(透过率>70%)的硅基BaTi2O5薄膜,为新一代铁电存储器的应用提供了一种无铅、环境友好的薄膜新材料。项目在国内外学术期刊上发表学术论文10篇(其中SCI收录3篇,EI收录4篇),申请国家发明专利3项,培养博士、硕士研究生4人。
英文主题词BaTi2O5 thin film;Si substrate;pulsed laser deposition;MgO buffer layer