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钛酸锶钡非线性铁电薄膜的尺寸效应研究

赵莉  
【摘要】:本论文系统研究了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜的介电性质与薄膜微观结构、尺寸之间的依赖关系。 首先本论文采用了射频磁控溅射技术(RF Magnetron Sputtering)在优化工条件下制备得到了光滑均一质量优良的BST 薄膜,研究了两种后处理(快速退火和管式炉退火)工艺对薄膜微结构的影响,讨论了退火温度对BST 薄膜的晶化、结晶取向、表面粗粗度、晶粒大小等的影响以及退火气氛、保温时间等其他因素对薄膜微结构的影响关系,并找到了控制薄膜尺寸的有效方法。 进一步对薄膜的介电性能进行了研究,测得低频下薄膜介电常数为746,损耗1.7%。并测试了薄膜介电常数和损耗随频率与外加偏压的变化曲线。并对曲线做出了合理解释。 在以上后处理研究基础上,继续研究了薄膜介电性能与薄膜尺寸之间的依赖情况。讨论了薄膜同一厚度下晶粒大小、薄膜厚度对介电性能的影响关系。结果表明:同一厚度下薄膜介电常数及其变化率随着晶粒的增大而不断增大;随着厚度的增加薄膜介电常数先增大后减小,变化率也各不相同,最薄时变化率最大,介电常数最大时变化率最小。


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