BiFeO3/Bi3.25La0.75Ti3O12双层多铁薄膜的制备及性能研究

摘要

近几年来，多铁材料由于其同时具有铁电性和铁磁性而成为人们研究的焦点，被认为在信息存储、自旋电子器件、传感器等领域有广阔的应用前景。在单相多铁材料中，BiFeO3（BFO）是极少数在室温下同时具有铁电性和铁磁性的材料，备受人们的青睐。
　　 本文在对BFO靶材和薄膜条件、性能测试表征的基础上，进一步探索研究了BFO/BLT双层薄膜的最佳制备工艺与多铁性能。针对BFO 材料对温度敏感而难以获得纯相的样品，制备BFO 靶材使用改进的固相烧结工艺，升温过程采用快速升温的方法，迅速升温至820℃保持20min后降到室温。由于升温速度很快，跳过了BFO 材料极为敏感的温度区间，从而避免了杂相的生成。在成功制备出纯相的可用于溅射的BFO 靶材的基础上，使用磁控溅射法制备BFO 薄膜，通过调节不同的工艺参数，得到了磁控溅射法制备BFO薄膜的最佳工艺。采用溶胶-凝胶法在Pt/TiO2/SiO2/p-Si(100)衬底上制备了BLT 铁电薄膜。薄膜呈随机取向，没有杂相的生成；且具有很好的铁电性，2Pr 为36.4 μC/cm2，2Ec 约为246kV/cm。通过制备BFO/BLT双层薄膜结构改善了薄膜性能。BLT层的引入在一定程度上抑制了BFO中少量的杂相，而且抑制了BFO 薄膜中存在的部分晶粒异常长大现象。由于BFO薄膜晶粒的均匀性致密性得到改善等原因，薄膜样品漏电流性质得到改善，漏电流密度下降了一到两个数量级。由于漏电流密度的减小，使样品可以承受更高的测试电压而不被击穿，得到了饱和的电滞回线，铁电性得到了极大的改善，2Pr为12.4μC/cm2。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

2 铁电-铁磁薄膜的制备工艺及性能表征方法

3 BFO 铁磁性材料的制备与性能表征

4 BFO/BLT 多铁复合薄膜的制备与性能研究

5 全文总结

致 谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文