脉冲激光法制备两种不同介电性质的钛酸锶钡薄膜

摘要

本文介绍了高介电常数氧化物薄膜在动态随机存储器应用上的重要地位和目前存在的主要问题及解决办法。采用脉冲激光沉积技术制备了介电性质完全不同的两种Bao．sSro．sTi03(BST)薄膜，一种是氧气氛下制备的BST薄膜，呈现铁电一顺电相变，符合居里一外斯定律。另一种是低温氮气氛下制备的BST薄膜，介电弛豫时间和温度的关系符合德拜模型，是热激发弛豫。文中给出了产生这种介电特性的初步解释。 文中利用脉冲激光沉积法，在基片温度为650~C、20Pa的氧气氛的条件下，在Pt／Ti／Si02／Si衬底上制备了BST薄膜并分析了薄膜微观结构和介电性能。实验结果表明此时的薄膜具有良好的结晶度，并且呈现弥散型铁电一顺电相变，在居里点附近具有较高的介电常数，但介电常数不超过650。 用同样的靶材在5500C和1Pa氮气氛下沉积了BST薄膜。薄膜很均匀，晶粒很小，薄膜结晶度不好。但此薄膜在常温下具有很高的介电常数，在lOkHz下，超过2500，并在200K温度以上介电常数基本保持不变。这种电学性质类似于目前广泛报导的巨介电常数材料的电学性质，如CaCu3Ti4012。通过改变薄膜的厚度、电极材料和加偏压，测量介电常数随频率的变化关系，我们得到Pt电极和薄膜接触形成的肖特基势垒，以及薄膜中空间电荷的存在是引起在550。C和1Pa氮气氛下沉积的BST薄膜高介电常数的原因。

目录

文摘

英文文摘

苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明

第一章绪论

第二章高介电薄膜的制备、结构表征和电学测试

第三章PLD法制备BST铁电薄膜

第四章PLD法制备BST高介电系数薄膜

第五章总结

附录：攻读硕士学位期间公开发表的论文

致谢