研究目的
研究BSFCO薄膜厚度对其微观结构、介电弛豫、铁电性能及阻变特性（RS）的影响。
研究成果
采用化学溶液沉积法制备了不同BSFCO层厚度的BSFCO/CFO薄膜。由于制备过程中存在应变，BSFCO和CFO相均呈现结构畸变，但仍分别保持三方R3c:H和立方Fd-3m结构。可变的BSFCO厚度对介电弛豫、铁电极化及电阻开关行为产生影响。通过介电谱和交流阻抗测量，根据麦克斯韦-瓦格纳双层模型在双层薄膜中观察到介电弛豫现象。随着应变减小，弛豫时间和介电损耗峰的降低与BSFCO和CFO层间发生的界面极化密切相关。薄膜应变降低时漏电流减小且铁电性能提升，其中12-BSFCO/CFO薄膜在660kV/cm电场下展现出高达~102.9μC/cm2的剩余极化强度Pr。该BSFCO/CFO异质结构呈现电阻开关行为，其中界面传导机制起主导作用。不同电阻态的转换源于铁电极化翻转所影响的耗尽区宽度及势垒高度变化。
研究不足
该研究聚焦于BSFCO厚度对薄膜性能的影响，但未探究温度或其他材料等其他变量的影响。
1：实验设计与方法选择：
采用化学溶液沉积法（CSD）在掺氟氧化锡（FTO）/玻璃基底上制备BSFCO和BSFCO/CFO薄膜。将CFO前驱体溶液旋涂于基底，在200°C干燥8分钟，600°C退火30分钟，重复七次获得目标厚度的CFO薄膜。随后在CFO层上旋涂BSFCO前驱体溶液，湿膜经200°C预加热8分钟，540°C退火10分钟，该步骤分别重复三、六、九或十二次，制得不同厚度（标记为3-、6-、9-和12-BSFCO/CFO）的BSFCO/CFO层状薄膜。通过掩模溅射0.502 mm2金电极测试电学性能，300°C退火20分钟后形成电容器。
2：3-、6-、9-和12-BSFCO/CFO）的BSFCO/CFO层状薄膜。通过掩模溅射502 mm2金电极测试电学性能，300°C退火20分钟后形成电容器。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：使用D/max-2200 X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜（日立S4800）、安捷伦E4980A精密LCR表、安捷伦B2901A源测量单元、电化学工作站（CHI660E）、X射线光电子能谱（XPS）及Radiant铁电分析仪进行表征。
3：0）、安捷伦E4980A精密LCR表、安捷伦B2901A源测量单元、电化学工作站（CHI660E）、X射线光电子能谱（XPS）及Radiant铁电分析仪进行表征。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：D/max-2200 X射线衍射仪、日立S4800场发射扫描电子显微镜、安捷伦E4980A精密LCR表、安捷伦B2901A源测量单元、CHI660E电化学工作站、X射线光电子能谱（XPS）、Radiant铁电分析仪。
4：实验流程与操作步骤：
通过CSD法制备薄膜，开展微观结构、介电性能、漏电流及铁电性能表征。
5：数据分析方法：
采用Maxwell-Wagner双层模型分析介电弛豫，计算弛豫时间τ。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Field emission scanning electron microscope
Hitachi S4800
Hitachi
Characterizing the morphologies and thicknesses of the thin films
-
Precision LCR meter
Agilent E4980A
Agilent
Investigating the dielectric constants, dielectric losses, and AC impedance spectra
-
Source/measure unit
Agilent B2901A
Agilent
Obtaining the leakage currents of the thin films
-
D/max-2200 X-ray diffractometer
D/max-2200
Examining the microstructures of the thin films
-
Electrochemical workstation
CHI660E
Obtaining the Mott–Schottky curves of the CFO thin films
-
X-ray photoelectron spectroscopy
XPS
Examining the combination state of the Fe 2p and O 1s electrons of the composite thin films
-
Ferroelectric Analyzer
Radiant
Acquiring the ferroelectric hysteresis loops of the films
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部
