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铁酸铋铁电膜的低温磁控溅射制备及其性能研究

发布时间:2024-03-27 18:29
  作为单相多铁材料的原型,BiFeO3(BFO)具有优异的电学、磁学和磁电性能,在传感器、驱动器、存储器、压电微机电系统(MEMS)等许多现代技术中有很好的应用前景。BFO膜具有较大的剩余极化强度(Pr)和较低的介电常数(εr),从而具有优越的本征压电性能,这是容易被人们忽视的优点之一。此外,BFO具有较高的居里温度和较大的矫顽电场,这样的优点使得BFO在应用设备中具有良好的稳定性。因此,在压电MEMS领域,作为能量收集器和能量转换器的关键部件,BFO膜具有很好的应用前景。然而,为了保证良好的结晶质量,从而达到接近本征的性能,BFO膜通常采用较高的制备或加工温度。在高温过程中,由于挥发性Bi2O3的损失引起的缺陷扩散以及与Si基半导体技术的不兼容性,阻碍了基于BFO膜的压电MEMS器件的发展。针对上述问题,本工作采用射频磁控溅射系统,探究在低温(350℃)下沉积出结晶良好、缺陷减少的高质量BFO膜的制备工艺,并采用一系列检测手段对制备出的BFO膜进行结构表征与性能分析,结果表明本工作在降低BFO膜制备温度的同时保证了其优良的性能。具体的研究内容及结果可概括为以下几个方面:(1)在350℃...

【文章页数】:103 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

图1-1?(a)为铁电晶体的结构示意图,(b)与(c)为极化方向随电场变化的示意图

图1-1?(a)为铁电晶体的结构示意图,(b)与(c)为极化方向随电场变化的示意图

第一章绪论??1_録1録I??(a)?(b)?(c)??图1-1?(a)为铁电晶体的结构示意图,(b)与(c)为极化方向随电场变化的示意图。??Fig.?1-1?Schematic?diagrams?of?(a)?ferroelectrics,?structure?and?(b)....


图1-3电介质、压电、热释电与铁电材料之间的关系图??

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转变??为电能的现象称为正压电效应;逆压电效应与之相反,在极性晶体上施加电场引??起极化而产生变形或应力的现象称为逆压电效应,它能将电能转化为机械能。??在极性晶体中,有10种具有自发极化的晶体,可因温度变化而引起晶体表??面电荷,这种现象称为热释电效应,而自发极化方向能随外加电....


图14磁控溅射工作原理图??Fig.?1-4?Schematic?diagram?of?magnetron?sputtering.??

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山东大学硕士学位论文??I?1?■??InI?s?prp??只??N??<;??1?1??图14磁控溅射工作原理图??Fig.?1-4?Schematic?diagram?of?magnetron?sputtering.??脉冲激光沉积是指将脉冲激光器所产生的高功率脉冲激光作用于....


图1-5二方相(Rbfo)和四方相(Tbfo)的BFO简立方晶胞不意图??-

图1-5二方相(Rbfo)和四方相(Tbfo)的BFO简立方晶胞不意图??-

第一章绪论??BFO属于ABOs钙钛矿型结构,其晶胞的简立方示意图如图1-5所示,Bi3+??位于八面体的顶角位置,配位数为12,?Fe3+位于八面体的体心位置,配位数为??6,?021立于八面体的面心位置,Fe3+位于O2?形成的八面体中心,Bi3+和Fe3+的配??位数分别是....



本文编号:3940324

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