研究目的
研究具有界面PbTiO3缓冲层的脉冲激光沉积BiFeO3-PbTiO3薄膜在形变相边界附近铁电响应的改善。
研究成果
研究表明,采用PT缓冲层能显著提升BF-xPT薄膜的室温铁电性能,实现高极化强度与低漏电流。结构与畴分析揭示了性能改善的内在机制。
研究不足
该研究的局限性在于薄膜的多晶特性,以及缺陷和应变效应可能对铁电性能产生影响。PT缓冲层在降低漏电流方面的确切作用尚需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用脉冲激光沉积法(PLD)制备BF-xPT薄膜,并使用PbTiO3(PT)缓冲层以增强铁电性能。
2:样品选择与数据来源:
在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了成分接近MPB(x=0.20-0.35)的BF-xPT薄膜。
3:20-35)的BF-xPT薄膜。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:使用高纯度氧化铋(Bi2O3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铅(PbO)和二氧化钛(TiO2)制备靶材,采用KrF准分子激光器(COHERENT CompexPro205)进行PLD沉积。
4:3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铅(PbO)和二氧化钛(TiO2)制备靶材,采用KrF准分子激光器(COHERENT CompexPro205)进行PLD沉积。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:靶材通过固相反应法制备,薄膜在550°C、0.2 mbar氧压下沉积,沉积后于650°C退火20分钟。
5:2 mbar氧压下沉积,沉积后于650°C退火20分钟。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:结构表征采用掠入射X射线衍射(GIXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱;电学性能通过铁电测试仪和阻抗分析仪测量。
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Ferroelectric tester
Precision Premier II
Radiant Technologies Inc.
Used for measuring ferroelectric properties and electrical leakage.
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KrF excimer laser
CompexPro205
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PANalytical X’PertPRO MRD diffractometer
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Used for grazing incidence x-ray diffraction (GIXRD) mode for phase analysis.
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FE-SEM
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Used for topological characterization and piezoresponse force microscopy (PFM).
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HP 4294A
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