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随着铁电存储器近年来的发展,各种类型的铁电材料正在得到越来越深入的研究。其中Bi3.25La0.75Ti3O12层状钙钛矿结构有较大的剩余极化和良好的疲劳性能正逐步成为备受关注的铁电存储器的候选材料。本文从对Bi3.25La0.75Ti3O12制备方法的改良入手,在制备出高性能的Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜的基础上研究了不同钇掺杂量的一系列Bi1-xYxTi3O12薄膜的结构和性能;并以Bi3.25La0.75Ti3O12为前驱体溶液对纳米级自组装铁电存储单元的制备和影响因素进行了研究。具体工作如下:
1.用MOD方法制备了Bi3.25La0.75Ti3O12铁电薄膜。改进了BLT薄膜制备技术,将A位掺杂的BTO薄膜制备技术发展成为一项成熟工艺。所制备的Bi3.25La0.75Ti3O12薄膜好点率大于80%,且回线图形优良。
2.用MOD方法首次制备了一系列钇掺杂的Bi4-xYxTi3O12薄膜,其中x=0.00,0.10,0.30,0.50,0.75,1.00。实验结果说明钇掺杂的BTO薄膜表现出良好的疲劳性和较大的剩余极化,Bi3.50Y0.50Ti3O12薄膜的剩余极化甚至达到的Pr=20μC/cm2并同时经过1010翻转后依然无疲劳。但该类薄膜材料也显示了较大的漏电流,我们从结构上对这一结果进行了分析,分析说明杂相的易于生成和稳定存在被归结为漏电性能不佳的主要原因。当然,这也可能与部分导电性的Y元素进入了晶界有关。
3.文章对纳米级自组装铁电存储单元的制备进行了系统的研究,分析了几种材料的溶液浓度,烘烤温度,退火时间,甩胶层数及溶液组分等几项制备条件对表面自花样的影响情况,为下一步将进行的微观特性的分析工作奠定了基础。