【摘 要】
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用sol-gel工艺直接在标准型(111)Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出了(014)/(104)择优取向和c轴择优取向的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜；通过X射线极图估算前者中(104)/(014)取向晶粒的体积分数约为65﹪，后者中c轴取向晶粒的体积分数为50﹪。TEM观察表明，(014)/(104)择优取向薄膜中晶粒呈柱状晶生长，晶粒面内尺寸约100-2
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用sol-gel工艺直接在标准型(111)Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备出了(014)/(104)择优取向和c轴择优取向的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)薄膜；通过X射线极图估算前者中(104)/(014)取向晶粒的体积分数约为65﹪，后者中c轴取向晶粒的体积分数为50﹪。TEM观察表明，(014)/(104)择优取向薄膜中晶粒呈柱状晶生长，晶粒面内尺寸约100-200nm；c轴择优取向晶粒则呈等轴晶生长，晶粒直径在50-150nm之间。BNdT晶粒在Pt电极上沿(104)/(014)择优取向成核可能源于在高升温速率下热应力的快速增加调整了界面能。此外，还发现减少薄膜单层结晶厚度有利于提高(104)/(014)取向晶粒的体积分数。这是因为在薄的结晶单层内部晶粒成核受到抑制，促进了沿薄膜厚度方向的晶粒连续生长。(014)/(104)择优取向薄膜(近a轴)较(001)轴取向薄膜有更优良的电学性能：剩余极化2Pr(104)=46.4μC/cm2，2Pr(001)=16.7μC/cm2；压电系数d33(104)=17pm/V，d33(001)=5pm/V。这些结果表明BNdT薄膜的自发极化矢量Ps的大部分分量平行于a轴。
用sol-gel工艺在Nb掺杂的SrTiO3(100)衬底上制备的BNdT薄膜为(001)择优取向；Nb掺杂的SrTiO3(110)衬底上制备的BNdT薄膜为混和取向，薄膜中包括：a/b轴取向、(119)取向和随机取向的晶粒。前者2Pr=8.0μC/cm2；后者2Pr=26.2μC/cm2。这一结果也表明含有更多非c轴取向晶粒的薄膜有更优良的电学性能。在SrRuO3(110)/SrTiO3(110)衬底上制备的BNdT薄膜也表现为混和取向：a/b轴取向和(119)取向以及随机取向。薄膜有较大的剩余极化值2Pr=39.3μC/cm2。
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