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纳米结构铁电膜的制备和物性及微结构表征

朱信华 , 宋晔 , 杭启明 , 朱健民 , 周顺华 , 刘治国

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2010.00966

采用脉冲激光淀积法在硅基氧化铝纳米有序孔膜版介质上(膜版孔径平均尺寸25 nm, 内生长Pt纳米线作为底电极一部分)制备了纳米结构的BaTiO₃铁电膜(膜厚25nm), 并对其铁电和介电性能以及微结构进行了表征. 结果表明, BaTiO₃ 铁电纳米膜的介电常数随着测量频率的增加(10³~10⁶ Hz)从196缓慢下降到190; 介电损耗在低频区域(10³ ~10⁵ Hz)从0.005缓慢增加到0.007, 而在高频率区域(>10⁵ Hz)快速增加到0.013. 薄膜的剩余极化强度约为 5uC/cm², 矫顽场强约为 680 kV/cm. 剖面(S)TEM像表明, BaTiO₃铁电纳米膜与Pt纳米线(底电极)直接相连,它们之间的界面具有一定程度的弯曲. 为兼顾氧化铝纳米有序孔膜版内的金属纳米线有序分布及BaTiO₃纳米膜的结晶度, 选择合适的退火温度是制备工艺中的关键因素.

关键词: BaTiO₃ , nanostructured ferroelectric films , dielectric and ferroelectric properties , microstructure