（Ba,Sr）TiO薄膜和（Ba,Sr）TiO/YBaCuO异质薄膜的脉冲激光沉积制备及性能研究

摘要

铁电钛酸锶钡薄膜具有十分优越的铁电/介电性能,在可调谐微波器件、动态存储器件,以及热释电探测器等方面具有很好的应用前景.该论文首先概括介绍了Ba<,x>Sr<,1-x>TiO<,3>薄膜的研究意义、基本结构、制备方法、各种性能特征及其表征方法,并对当前Ba<,x>Sr<,1-x>TiO<,3>薄膜研究中的几个重要前沿问题进行了详细讨论.其次,利用自行研制的RHEED系统原位监测Nb:SrTiO<,3>、BST、YBCO薄膜、以及BST/Nb:SrTiO<,3>薄膜的外延生长特征,利用脉冲激光沉积技术,在LaAlO<,3>和MgO单晶基片上制备出了高质量的Ba<,0.5>Sr<,0.5>TiO<,3>单晶薄膜,在斜切LaAlO<,3>基片上制备出性能良好的Ba<,0.1>Sr<,0.9>TiO<,3>/ YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>异质结构薄膜,并在硅基片上制备出了BST/Pt/Ti/SiO<,2>/Si多层异质结构;采用XRD、EDAX、AFM、TEM等现代分析技术,对薄膜的晶体结构、表面形貌、化学组分以及异质薄膜的界面进行了深入的分析研究;测试了(Ba,Sr)TiO<,3>薄膜和(Ba,Sr)TiO<,3>/YBa<,2>Cu<,3>O<,7-δ>异质薄膜的电学性能.

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1铁电材料的基本概念与研究进展

1.2铁电薄膜及其应用

1.2.1铁电薄膜材料的发展概况

1.2.2铁电薄膜的应用

1.3铁电/高温超导集成薄膜及其应用

1.3.1高温超导材料的基本特征

1.3.2铁电/高温超导集成薄膜

1.4本论文的选题依据及主要研究内容

参考文献

第二章(Ba,Sr)TiO3铁电材料的研究概况

2.1基本结构

2.2薄膜的制备方法

2.3薄膜的性能表征方法

2.4 BST薄膜研究前沿

2.4.1薄膜的导电机理

2.4.2薄膜的介电损耗

2.4.3低介电常数层

2.4.4其他优化薄膜性能的方法

参考文献

第三章脉冲激光沉积方法原理、装置及RHEED调试

3.1引言

3.2脉冲激光沉积的基本原理

3.3实验设备简介

3.4 RHEED调试的实验结果

3.4.1 SrTiO3基片的衍射图像随温度变化的关系

3.4.2SrTiO3：Nb同质外延薄膜的衍射图像

3.4.3 YBa2Cu3O7-δ异质外延薄膜的衍射图像

3.4.4(Ba,Sr)TiO3薄膜、(Ba,Sr)TiO3/SrTiO3：Nb双层膜的衍射图像

参考文献

第四章Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜、Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质薄膜的制备及性能分析

4.1引言

4.2衬底材料的选取

4.3 Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的制备及性能研究

4.3.1 Ba0.5Sr0.5TiO3单层薄膜的PLD制备

4.3.2 Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的物化结构性能测试

4.3.3 Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜的介电性能测试

4.4 Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质薄膜的制备及性能分析

4.4.1 Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质薄膜的PLD制备

4.4.2 Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质薄膜的物化结构性能测试

4.4.3 Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质薄膜的介电性能测试

参考文献

第五章Si基衬底上BST薄膜的生长及薄膜性能分析

5.1引言

5.2高度(100)取向的Ba0.5Sr0.5TiO3/SiO2/Si集成薄膜的制备

5.3 Ba0.5Sr0.5TiO3/Pt/Ti/SiO2/Si多层异质结构的制备及其性能分析

5.4 Ba0.7Sr0.3TiO3/Pt/Ti/SiO2/Si多层异质结构的制备、结构特征分析及其热释电性能测试

参考文献

第六章主要结论和进一步工作的建议

6.1主要结论

6.2进一步工作的建议

附录:攻读硕士学位期间已发表或待发表的论文

致谢