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锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜因其优异的光学、铁电和介电性能,成为制备透明铁电器件的重要材料之一。本文采用溶胶-凝胶(Sol-gel)工艺直接在掺锡氧化铟(ITO)玻璃衬底上制备Pb1-xLaxZr0.53Ti0.47O3, ZnO:F:Al及掺杂薄膜,并通过引入缓冲层ZnO,成功地制备了ZnO:Al:F/Pb1-xLaxZr0.53Ti0.47O3/ZnO/ITO透明异质结,并对其特性进行研究。 首先,详细研究了退火温度及旋涂层数对PLZT薄膜晶相结构、表面形貌、铁电性、介电性及电光性能的影响,并据此确定了合理的工艺参数。结果表明:在550 oC~750 oC内,PLZT薄膜的表面平整,且较为致密,无明显缺陷。PLZT铁电薄膜在650 oC退火下无焦绿石及其它杂相,并且PLZT薄膜沿(110)晶面择优生长,PLZT/ITO界面清晰,具有较高的电光性能。随着镀膜层数的增加,PLZT薄膜的电性能有所改善,但是透光性能降低,薄膜镀膜层数为10层时综合性能较好。其次,为了改进PLZT薄膜的性能,探索了不同的Pb过量百分比、La含量及Bi掺杂对PLZT薄膜的晶相结构、电滞回线(P-E)、电容-电压特性(C-V)、电流-电压特性(I-V)、抗疲劳性和透光率等性能的影响。实验表明,Pb过量为10％的PLZT薄膜具有较好的电性能;随着La含量的增加,PLZT薄膜的透光性能不断增强,透光率最大可达到92%。Bi元素掺杂可以降低 PLZT薄膜的漏电流,其中, Bi掺杂量y值为0.6时, Pb0.9(La1-yBiy)0.1Zr0.53Ti0.47O3薄膜具有较大的介电常数值(εr=801);接着,采用超声波喷雾热解(USP)技术制备了ZnO:Al:F(AFZO)透明电极薄膜,研究了不同衬底温度和Al掺杂对AFZO薄膜的生长取向、晶相结构,电性能及透光性能的影响。结果表明,当衬底温度为320 oC时,AFZO薄膜表现出较好的择优取向性,无杂相,表面致密,颗粒均匀,电光性能较好。当F:Al:Zn=3:1.5:100时,AFZO薄膜具有很好的电性能(126Ω/sq)和光性能(80%);最后,研究了AFZO/PLZT/ZnO/ITO异质结的铁电性能、疲劳特性、I-V特性、C-V特性和透光性。结果表明,C-V曲线显示出源于铁电极化的回滞,具有可实现极化存储的特征。引入ZnO缓冲层后,Bi掺杂薄膜的铁电性能比未掺杂的薄膜有所降低,其剩余极化值从64μC/cm2变化为57μC/cm2;疲劳特性有明显改善,极化反转次数提高了两个数量级;漏电流降低了近两个数量级;PLZT薄膜的C-V曲线记忆窗口略大于PLBZT薄膜的记忆窗口,并对可能导致两种材料性能差异的原因进行了分析。