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BiFeO3(BFO)因其丰富多彩的物理特性(如室温下多铁性等),在新型传感器及低能耗高密度存储器应用方面有很好的发展前景在近些年受到广泛关注。尤其是BFO纳米结构不仅会因尺寸带来许多独特的性质,如与尺寸相关的磁性和光催化性质,而且也是高密度集成器件如存储器的基础。然而大规模高密度的氧化物纳米点的制备和超小结构电学表征仍是铁电纳米点研究的关键性难点,本文利用脉冲激光沉积法(PLD)结合阳极氧化铝模板(AAO)在掺Nb-SrTiO3(Nb-STO)衬底上制备出规则排列的带有SrRuO3(SRO)纳米上电极的BFO纳米点阵列,并对其畴结构和阻变性质进行了详细研究。以下是我们具体的研究结果: 1、利用AAO模板法,获得了在Nb-STO衬底上高度外延的有序BFO/SRO纳米点阵列,其直径约60 nm,点与点之间距离约120 nm,高度约1Onm。通过透射电子显微镜(TEM)测试显示BFO的c/a高达1.14,晶面常数c~4.45(A)与相关报道中四方BFO的c值相近,从衍射斑点图中看出晶面常数a与c之间的角度为89-90°,因而推断BFO纳米点可能是单斜晶或者是类四方结构。 2、这些BFO/SRO纳米电容器表现出可翻转的铁电极化畴结构,可以很好进行正反电极化写入。压电响应相位-电压回线和蝴蝶形状的振幅-电压回线都表现良好。回线表现出一定的不对称性,其矫顽场分别是V+=1.32 V,V-=-2.16 V,说明了极化反转的不对称性。其可能原因是上下电极的功函数与BFO的差异导致产生的内建电场。 3、通过导电力显微镜测试I-V特性曲线,发现具有很好的阻变特征,经循环测试15次可保持良好稳定性。此外,I-V曲线结果显示这些纳米电容器有阻变特性和很强不对称的整流效应。 4、我们对I-V曲线进行拟合发现符合p-n结传导机制,推断出整流效应主导因素应该是BFO/Nb-STO界面p-n结的缘故。铁电极化对BFO/Nb-STO界面耗尽层的宽度和势垒的调制导致不同的p-n结的开电压,从而产生了阻变特征。以上的结果表明我们制备出的纳米电容器在高密度(>100 Gbit/inch2)非挥发性存储器方面具有一定的应用价值。