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TiO₂种子层对Bi _3.15 Nd _0.85 Ti ₃ O ₁₂铁电薄膜的结晶取向和铁电性能的影响

李佳 , 于军 , 彭刚 , 王耘波 , 周文利

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01192

用sol-gel法分别制备了直接沉积在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上和加入了TiO₂种子层的Bi _3.15 Nd _0.85 Ti ₃ O ₁₂ (BNT)铁电薄膜, 研究了种子层对BNT薄膜结构和电学性能的影响. XRD结果表明直接沉积在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上的BNT薄膜具有(117)和(001)的混合取向, 而加入TiO₂种子层之后薄膜的最强峰为(200)取向; FE-SEM显示具有TiO₂种子层的BNT薄膜, 其表面主要是由具有非c轴取向的晶粒组成且更为致密; 直接沉积的BNT薄膜和具有TiO₂种子层的BNT薄膜的剩余极化P_r值分别为26和43.6μC/cm2, 矫顽场强E_c分别为91和80.5kV/cm; 疲劳测试表明两种薄膜均具有良好的抗疲劳特性, TiO₂种子层的引入并没有降低BNT薄膜的疲劳特性; 两种薄膜的漏电流密度均在10^-6～10^-5 A/cm2之间.

关键词: sol-gel , Bi _3.15 Nd _0.85 Ti ₃ O ₁₂ , ferroelectric thin film , TiO₂ seeding layer