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PLZT铁电电光薄膜制备工艺研究

唐章东  
【摘要】: 作为电光薄膜材料,锆钛酸铅镧(Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3,简称PLZT)凭借其优异的铁电、电光性能,被广泛地应用于光电子学、集成光学等领域。近年来,电光材料的制备、结构、性能和应用己经成为国际上新型材料研究的一个热点。本文围绕制备性能优异的电光材料,从电光材料的选择、材料配比、靶材制备、射频磁控溅射镀膜设备的研制、电光薄膜材料制作等方面进行了研究。取得了以下主要实验结果: (1)研究发现,成分为PLZT 8/65/35的结构和电光性能最好。其最佳工艺条件为:910℃预烧,1100℃烧结并保温6小时;而制备透明导电薄膜SnO_2陶瓷靶材的最佳工艺条件为:预烧、烧结温度分别为1100℃和1500℃同时保温6小时。并以此为基础分别制备了致密、均匀、平整、直径为φ212mm的PLZT和φ221mm的SnO_2陶瓷溅射靶材; (2)为克服现有磁控溅射设备的不足,提出了一种新的磁控溅射方案,采用该方案的设备具有:靶材利用率高、镀膜均匀、成膜速度快等特点; (3)运用AFM、XRD、SEM以及双光路分光光度计等分析手段对PLZT和SnO_2 薄膜的微结构和性能进行研究,找到了制备PLZT电光薄膜和SnO2透明电极材料的最佳工艺条件。制备PLZT电光薄膜的最佳工艺参数为:衬底温度400℃,溅射功率100W,氧氩比为1:6,退火温度为650℃;而制备二氧化锡透明电极的最佳工艺参数为:衬底温度室温、溅射功率200W、氧氩比为1:2、退火温度为600℃。


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