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人工晶体学报2024年第01期:退火温度对BCZT外延薄膜电学性能的影响及其导电机制分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:彭倩文;吉祥;

单位:化学与精细化工广东省实验室潮州分中心;中国矿业大学材料与物理学院;

摘要:脉冲激光沉积技术制备Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3(BCZT)外延薄膜时通常需要较高的沉积温度,且易含有氧空位缺陷。本文旨在提供一种基于脉冲激光沉积技术接后退火处理工艺,并成功在导电基板上制备了高质量BCZT外延薄膜,探究了退火温度对BCZT外延薄膜结构和性能的影响。不同温度(750、800、850和900℃)退火后薄膜均呈现纯净物相,且随着退火温度的升高,薄膜的铁电性能逐渐提高,2P_r由4.2μC/cm~2提升至17.6μC/cm~2,但900℃退火温度下薄膜样品的漏电流问题最严重。通过拟合J-E关系表明,低电场下700℃至850℃退火后的薄膜均遵循欧姆导电机制,而900℃退火后的薄膜遵循空间电荷限制电流机制,高电场下所有退火温度下的薄膜均遵循福勒-诺德海姆隧穿机制。

关键词:脉冲激光沉积;;Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3外延薄膜;;退火温度;;物相结构;;电学性能;;导电机制

基金资助:化学与精细化工广东省实验室潮州分中心公开引进科研团队资助(HJL202202A005);; 材料复合新技术国家重点实验室(武汉理工大学)开放基金(2022-KF-33)