SOL-GEL法制備PZT薄膜及其性能的研究.pdf

1、PbZrTiO3(PZT)作為一種重要的鐵電材料，以其優異的壓電、介電、鐵電、熱釋電等性能以及能夠與半導體技術相兼容的特點，被廣泛的應用于微電子學、光電子學和微電子機械系統等領域，是作為鐵電存儲器、微執行器、壓力傳感器等器件的理想材料。在大多數情況下，PZT薄膜的結晶取向是任意的，而這不利于PZT薄膜電學性能的最優化。所以如何控制外部條件，以得到能定向生長的PZT薄膜，尤其是如何制備出沿(111)結晶取向的PZT薄膜一直是研究的重點。<

2、br>　　本文采用溶膠-凝膠法（Sol-Gel法）在室溫下成功制備了PZT前驅體溶液，同時為了研究種子層的作用也成功制備了鋯酸鉛(PZ)和鈦酸鉛(PT)前驅體溶液。采用旋涂法將PZT凝膠均勻分布到基底表面，并最終通過熱處理得到理想的實驗樣品。本課題研究了鉛的揮發、基底、種子層、高溫退火處理等因素對PZT薄膜性能的影響。對于鉛揮發的研究表明，由于高溫處理引起的鉛的缺失容易導致焦綠石相的存在，通過多添加10％的鉛，可以有效抑制焦綠石的生長。

3、通過研究不同基底對PZT薄膜的影響發現，相對于在Si基底上，PZT更容易在Pt基底上生長，其XRD的衍射峰更強，晶粒的尺寸更大，且薄膜表面不會出現裂紋和氣孔。PT和PZ種子層對PZT薄膜影響的研究表明，在有種子層時PZT薄膜的XRD衍射峰更強，說明其結晶狀況更好。對其電學特性測試結果也表明，在有種子層時，其鐵電特性和介電特性的更好，即能得到更高的剩余極化強度和介電常數，而且PT的作用更顯著。高溫退火的研究表明，在PT種子層上生長的PZT