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近年来随着微机电系统(MEMS)和传感器及随机存储器等行业的迅速发展,具备优异的铁电和压电性能的薄膜材料已经成为目前研究领域的热点之一。目前来说,铅系材料仍然是应用于这些领域的主体材料,但是铅系材料在制备和使用的过程中会对环境造成严重的污染问题,这一问题违背了国家可持续环保的战略方针。因此寻找一种无铅且性能优越的材料成为大势所趋。BiFeO3(BFO)薄膜因其优异的压电铁电性能受到人们的广泛关注,成为可以与铅系材料相媲美的一类无铅铁电环保材料。但是薄膜中严重的漏电问题和老化现象直接阻碍了BFO薄膜未来在器件的应用,这两大问题都与薄膜中氧空位的浓度有关。据报道,引入高价离子可以有效的抑制薄膜中氧空位的浓度,从而达到降低薄膜漏电流的作用,进一步提高薄膜的电学性能。研究者制备了Ti4+掺杂的BFO基薄膜,薄膜的漏电流的漏电流可以降低3个数量级,饱和度和矩形度也得到了明显的改善。由此看来,掺杂高价离子对提高薄膜的电学性能的作用不容小觑。如何增加高价离子的掺量更大程度的降低薄膜的漏电流已经成为高价离子掺杂铁酸铋基的重点之一。本实验中我们引入了一定量的低价离子Zn2+来降低由于Ti4+掺杂导致的局部静电场。同时,不同的电极材料对薄膜的电学性能的提高是至关重要的。选择成本低廉同时与制备工艺兼容的Al电极材料对提高薄膜的性能乃至器件应用是至关重要的。本论文采用溶胶凝胶法结合层层退火工艺制备了BFO基薄膜。主要探究了缺陷和界面对BFO基薄膜电学性能的影响。主要研究内容如下:1、制备了不同预处理温度下的BFO薄膜,确定了最优的预处理温度。在ITO/glass衬底上制备了预处理温度为225℃,250℃,275℃,300℃的BFO基薄膜,由XRD结果表明,所有的BFO基薄膜中均没有杂相的生成,其衍射峰以(012)和(110)为主,两取向晶粒竞争性生长。预处理温度为275℃的薄膜极化强度最高,这可能与薄膜的结晶性较好有关系。2、制备了不同退火温度下的Bi Fe0.86Ti0.12Zn0.02O3(BFTZO)薄膜,关于退火温度对BFTZO薄膜结构和电学性能的影响做了相关的研究。对比发现,BFTZO薄膜的结构对预处理温度表现出较强的依懒性。BFTZO薄膜的漏电流并没有随着退火温度的增加呈现完全递减的趋势,比较值得关注的在475℃退火的薄膜漏电流最小。这主要是由于薄膜中的漏电流不仅与可移动的氧空位浓度有关,还与薄膜中的晶界有关。不同退火温度下的薄膜均表现出负电场下漏电流大小明显低于正电场作用下的漏电流。这主要是由薄膜与电极界面处氧空位浓度不同导致的。3、在Al衬底上制备了Bi0.85La0.15FeO3(BLFO)薄膜和Bi0.85La0.15FeO3-La Ni O3(BLFO-LNO)薄膜,发现引入LNO过渡层可以进一步降低薄膜的漏电流,这主要是由于LNO过渡层为纳米晶结构,漏电路径对漏电流的影响较大,而晶界可能是漏电流的导通通道,通常晶粒越小,晶界就越多,漏电通道就越长,所以漏电流也就明显降低。