納米結(jié)構(gòu)PZT鐵電膜的制備及其表征

編號(hào)：NMJS00383

篇名：納米結(jié)構(gòu)PZT鐵電膜的制備及其表征

作者：朱信華; 宋曄; 杭啟明; 朱健民; 周舜華; 劉治國(guó);

關(guān)鍵詞：PZT; 納米結(jié)構(gòu); 鐵電膜; 制備; 物性及微結(jié)構(gòu)表征;

機(jī)構(gòu)： 南京大學(xué)物理學(xué)院固體微結(jié)構(gòu)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;

摘要： 采用溶膠-凝膠(sol-gel)自旋涂敷法在硅基氧化鋁納米有序孔膜版介質(zhì)上(膜版孔徑尺寸20～100nm,內(nèi)生長(zhǎng)金屬納米線作為底電極一部分)制備Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)納米結(jié)構(gòu)鐵電膜,并對(duì)其介電、鐵電性能及微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。介電測(cè)量結(jié)果表明,厚度25nm的PZT鐵電膜,其介電常數(shù)在低頻區(qū)域(頻率<104Hz)從860迅速下降到100,然后保持在100左右,直至測(cè)量頻率升高到106Hz。低頻區(qū)域的介電常數(shù)迅速下降是由空間電荷極化所致,它與薄膜和電極之間聚集的界面空間電荷密切相關(guān),尤其是在薄膜與Au納米線的彎曲界面處。介電損耗在4000Hz附近出現(xiàn)峰值,它來源于空間電荷的共振吸收效應(yīng)。電滯回線測(cè)量結(jié)果表明,厚度為100nm的PZT鐵電膜,其剩余極化強(qiáng)度為50μC/cm2,矯頑場(chǎng)強(qiáng)為500kV/cm。剖面透射電鏡(TEM)像表明PZT納米鐵電膜與底電極(金屬納米線)直接相接觸,它們之間的界面呈現(xiàn)一定程度的彎曲。在PZT納米鐵電薄膜后退火處理后,發(fā)現(xiàn)部分Au金屬納米線頂端出現(xiàn)分枝展寬現(xiàn)象;而改用Pt納米線后可有效抑制這種現(xiàn)象。為兼顧氧化鋁納米有序孔膜版內(nèi)的金屬納米線有序分布及PZT納米膜的結(jié)晶度...