文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
Ba<,>Sr<,>TiO<,3>铁电薄膜和
Ba<,>Sr<,>TiO<,3>/ La<,>Sr<,>MnO<,3>多铁
薄膜的制备和性质研究
姓名:陈克兵
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:姚凯伦
20090531
华中科技大学硕士学位论文

摘要
在一定的温度变化范围之内,多铁材料既具有铁电性,又具有磁性,还具有铁电
相和铁磁相耦合所生的一种新的效应-磁电效应。该材料可以分为单相的多铁材料和
复合的多铁材料。
复合的多铁材料除了具有单相的多铁材料所具有的优点之外,所产生的磁电耦合
效应会更强,应用也会更广泛,因此,我们探索用纯相的铁电材料和纯相的铁磁材
料来制备多铁复合材料。钛酸钡(BaTiO3)材料是一种典型的铁电材料,在 BaTiO3
里面掺 Sr 之后,并能调节 Ba 和 Sr 的比例就会得到比 BaTiO3 性能更好的钙钛矿结构
的钛酸锶钡(Ba1-xSrxTiO3)铁电材料,而镧锶锰氧(La1-xSrxMnO3)也是一种钙钛矿结
构的并具有较好铁磁性的材料。我们在本文中主要研究了利用溶胶-凝胶的方法制备
(BST)铁电薄膜和多铁复合薄膜,并研究了薄膜的结构、厚度、铁电
性、介电性、漏电流和磁性等性质。本文的主要内容如下:
(1) 利用溶胶-凝胶的方法在 Si 上制备出了不同退火温度的 BST 薄膜,经 XRD
和 FSEM 测试,发现薄膜在 550℃退火温度下就已经结晶,薄膜的表面是很平整和
均匀的,晶粒随着退火温度的升高而长大。
(2) 在 LaNiO3/Si 的底电极上制备了不同退火温度的 BST 薄膜,并研究了 FSEM、
铁电性、介电性和漏电流性质。其中,650℃退火温度下的 BST 薄膜在 kV/cm
的测试场下具有比较高的剩余极化强度为 µC/cm2,而且介电特性也比较好。
(3) 利用溶胶-凝胶的方法在 LaNiO3/Si 的底电极上制备了 BST/LSMO 多铁薄膜。
经 XRD 测试,可以看出多铁薄膜结晶良好;经磁性测试,发现多铁薄膜(LSMO5
层)在 750℃下退火时,当薄膜和磁场平行时饱和磁化强度达到了最大值为
emu/cm3;经 R-T 测试,得到薄膜的电阻会随着退火温度的升高而增大;经铁电性质
和漏电流性质的测试,可以看出多铁薄膜的剩余极化强度值比较大,700℃退火下的
薄膜的漏电流比较小。

关键词:溶胶-凝胶法;BST;铁电薄膜;多铁薄膜;钙钛矿
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
In a certain range of temperature changes, the oelectric material of both
ferroelectric and ic, but also with ferroelectric and ic coupling with a
new-born effect-oelectric Effect, can be divided into single-phase oelectric
material and posite materials.
posite materials in addition to single-phase with the ic
material other than the advantages, arising from the ic coupling effect will be
stronger, the application will be more extensive, so we explore the pure phase of the
ferroelectric material and the pure phase of the ic material to prepare
posites. Barium titanate (BaTiO3) material is a typical ferroelectric
material, in the Sr-doped BaTiO3 after it, and to adjust the ratio of Ba and Sr, we will get
perovskite structure of BST ( Ba1-xSrxTiO3) ferroelectric material, it has better
perform