文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
钛酸锶钡非线性铁电薄膜的尺寸效应研究
姓名:赵莉
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:杨传仁
20050301
摘要本论文系统研究了薄膜的介电性质与薄膜微观结首先本论文采用了射频磁控溅射技术工条件下制备得到了光滑均一质量优良的∧ぃ芯苛肆街趾蟠快膜的晶化、结晶取向、表面粗粗度、晶粒大小等的影响以及退火气氛、保温时间等其他因素对薄膜微结构的影响关系,并找到了控制薄膜尺寸的有效方进一步对薄膜的介电性能进行了研究,测得低频下薄膜介电常数为损耗%。并测试了薄膜介电常数和损耗随频率与外加偏压的变化曲线。在以上后处理研究基础上,继续研究了薄膜介电性能与薄膜尺寸之间的关键词:∧ぃ缪狗窍咝裕琑构、尺寸之间的依赖关系。谟呕速退火和管式炉退火ひ斩员∧の⒔峁沟挠跋欤致哿送嘶鹞露榷訠薄并对曲线做出了合理解释。依赖情况。讨论了薄膜同一厚度下晶粒大小、薄膜厚度对介电性能的影响关系。结果表明:同一厚度下薄膜介电常数及其变化率随着晶粒的增大而不断增大;随着厚度的增加薄膜介电常数先增大后减小,变化率也各不相同,最薄时变化率最大,介电常数最大时变化率最小。法。电子科技大学硕士论文,琗
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导师签名:一垄徨在日期:婀年/月万曰起。煎关于论文使用授权的说明独创性声明作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。知疗年,月冶日本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含确的说明并表示谢意。签名:本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明期:
,透光性的铁电体还具有光学性质,另外还具有很好的声光效应、光折变效应、非线性光学效应等,这些促使了铁电材料广泛地应用于微电子正负电荷中心沿该方向发生相对位移,形成电偶极矩,使整个晶体在该方向能量增加。为降低系统能量,晶体将分为若干小的区域,即电畴,每个电畴将使静电能和应变能降低,但同时会引进畴壁能。电畴是铁电体物理中的一个重要概念,畴壁的运动造成极化的变化。铁电体极化强度屯饧拥绯铁电体是一种在一定的温度范围内具有自发极化且白发极化方向可以随外加电场发生改变的一种材料。铁电晶体本身属于介质晶体、压电晶体和热释电晶体的一个亚族,所以铁电晶体除铁电性外还必然具有介电、压电和学、光电子学、集成光学和微电子机械系统等领域【。因此铁电材料成为一类极为重要的功能材料,在当今高科技中的应用也越来越广泛。迄今为止,已发现具有铁电性的材料已达一千多种,从晶体结构上可以将铁电材料分为四类:钙钛矿结构、钨青铜结构、层状氧化铋结构和焦绿石在晶体学的个点群中,有种具有对称中心和种非对称中心,在种非对称中心的晶体学点群中有种为压电晶类,它们能够在机械应力的作用下表现出极化性质,但其中只有种非常特殊的点群:以及。这些点群被称为极化点群有这些点群结构的晶体中,存在一个特殊的极性方向扛鼍О性拥上呈现出极性,此时我们称这种现象为自发极化。但是铁电晶体的自发极化是依赖于温度的极化,只能存在在一定的温度范围内,当温度超过某一温度时,铁电体变为顺电体,自发极化消失,这一转变称为铁电相变,该相变的温度称为居里温度【俊晶体出现自发极化时,伴随着极化所产生的退极化场和应变,会使系统内部的电偶极子沿同一方向排列,但各个畴的电偶极矩方向不同,畴的出现结构【。、、、,,具电子科技大学硕士论文
么丽,力,,。』少弋//:皌的关系曲线表现出迟滞回线行为,称为电滞回线感应极化的增加,总极化仍会有线性增长,如果趋于饱和后的电场减小极化不会沿着增长时的曲线减小而是循图中的段减小。可以发现极化随外加电场减小电场到达保迦员A粼诤旯奂ɑ刺5绯∥时的极化强度称为剩余极叨蜟馔频接爰ɑ峤挥贓点,则线段表示的极化等于饱和状态下减去感应极化剩下的极化值即自发极化加,反向畴逐渐长大直至改变极化方向,使极化开始反转时的电场称为矫顽电场这样电压就会在正负饱和电压之间变化一个周期时极化强度的变化会形成一条回线,形状类似于铁磁体的磁滞回线,这就是电滞回线。从微观角度讲,极化随外加电场的变化就是晶胞中的正负电荷中心随外加电压的变化,电压越大形成的在电场很弱