铁电双层薄膜论文_刘梦琳

导读:本文包含了铁电双层薄膜论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:薄膜,理论,自由,钛酸钡,电学,无机,密度。

铁电双层薄膜论文文献综述

刘梦琳[1](2017)在《BiFeO_3/BaTiO_3双层铁电薄膜及其在硅上的集成》一文中研究指出作为一种相当重要的电子功能材料,铁电材料一般都具有铁电性、压电性以及介电性等特征。铁酸铋及钛酸钡都是铁电薄膜材料中的研究重点,BaTiO_3是一种电介质材料,其介电常数较高、介电损耗较小且具有良好的铁电性,但其自发极化较小,是储能电容器的理想材料之一;BiFeO_3材料的自发极化较大,是室温下少有的单相多铁性材料之一,但其介电常数及电阻率均较低。我们将BiFeO_3及 BaTiO_3两种材料通过双层的形式进行整合,利用双层薄膜间的极化耦合及BaTiO_3层与底电极形成的空间电荷层,使材料间的特性"优势互补",得到高耐压、细长型的电滞回线,增加薄膜的理论储能密度及介电等性能。目前,在性能良好的BiFeO_3及BaTiO_3薄膜制备工艺中,一般需要的温度较高(大于500℃)或者涉及退火等工艺,这与CMOS集成工艺不兼容。因此,在硅基片上实现双层薄膜的原位中低温制备(500℃以下)具有重要的应用价值。本文采用磁控溅射技术,结合材料的性能及课题组前期工作,首先设计了BiFeO_3/BaTiO_3/SrRuO_3/SrTiO_3异质结构,通过调控双层薄膜的厚度比例及总厚度,得到了具有优异储能特性的薄膜。在此基础上,为实现与CMOS工艺的兼容,我们将基底材料换成硅,在中低温(500℃、450℃、400℃、375℃、350℃)下制备出具有良好铁电性及介电性能的薄膜。本文主要研究了一下几个方面的内容:1、BiFeO_3/BaTiO_3/SrRuO_3/SrTiO_3异质结构的电学及储能性能研究(1)控制薄膜的总厚度300nm不变,研究双层薄膜的厚度比例对薄膜的电学性能的影响。薄膜中两层的厚度比例对电滞回线的形状影响十分明显,BaTiO_3层占比的减少使回线形状更为细长,有利于储能密度的增加。50/250nm的薄膜击穿场强可达3750kV/cm,并具有高达79.45μC/cm2的饱和极化强度,有效储能密度为102J/cm3,效率为74.5%。(2)控制BiFeO_3/BaTiO_3厚度比例为1:1,设定薄膜总厚度分别为300nm、1300nn及2700nn,薄膜的极化强度随厚度的增加而增大,漏电流随厚度增加减小,300nm的薄膜具有最大介电常数;当BiFeO_3/BaTiO_3厚度比例为9:1时,电滞回线呈现出"双回线"的特点,与翻转电流相对应。(3)分别在(100)、(110)及(111)取向的SrTiO_3基片上制备150/150nm的BiFeO_3/BaTiO_3双层薄膜,在SrTiO_3(100)取向的基片上生长的薄膜介电性能最好。2、Si衬底上BiFeO_3/BaTiO_3双层薄膜的中低温制备(1)首先在500℃下,在硅基片上通过加入LaNiO_3缓冲层原位制备出具有优异的铁电及介电性能的BiFeO_3/BaTiO_3双层薄膜。在此基础上,逐渐降低制备温度,分别在450℃、400℃、375℃、350℃下,制备出具有良好的结晶性,且铁电及介电性能良好的薄膜。(2)选取(100)及(111)取向的SiO2/Si基片,加入LaNiO_3缓冲层,在500℃下制备BiFeO_3/BaTiO_3双层薄膜,并研究其电学性能。生长在Si(100)基底上的双层薄膜电滞回线形状更好,耐压性较好,介电性能也更优异。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-21)

王英龙,魏同茹,刘保亭,傅广生[2](2007)在《铁电态-顺电态双层薄膜的高介电调谐》一文中研究指出基于Landau-Devonshire自由能理论建立了热力学模型,对生长在(001)SrTiO3衬底上的PbZr0.4Ti0.6O3(PZT)/SrTiO3(STO)双层异质外延结构铁电薄膜以及不受约束的双层薄膜的介电响应与调谐率进行了研究。结果表明,在两层薄膜为无约束的自由薄膜情况下,STO厚度占双层薄膜总厚度的百分比为30%时,相对介电响应达到最大值约3.3×105,当两薄膜为异质外延结构时,其百分比为51%时,相对介电响应达到最大值约4×105。同时,调谐率还随外加电场的增大而增大,在临界百分比时,调谐率可达到约99%。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2007年10期)

张芹[3](2004)在《双层铁电薄膜的性质研究》一文中研究指出利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究了二级相变双层铁电薄膜的界面对其性质的影响.结果表明:界面的影响是减小两层中的自发极化的差别,改变一种铁电层的相对厚度会使整个薄膜的平均自发极化发生改变;电滞回线的特性与体材料的电滞回线的特性基本一致.(本文来源于《东北师大学报(自然科学版)》期刊2004年04期)

张芹[4](2004)在《双层铁电薄膜性质的研究》一文中研究指出利用推广的Ginzburg Landau Devonshire(GLD)理论,研究二级相变双层铁电薄膜界面对铁电薄膜性质的影响.(本文来源于《北华大学学报(自然科学版)》期刊2004年05期)

张芹,郑植仁[5](2002)在《双层铁电薄膜性质的研究》一文中研究指出利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究突变型和缓变型二级相变双层铁电薄膜界面对铁电薄膜性质的影响.(本文来源于《吉林大学学报(理学版)》期刊2002年04期)

刘卫国,孔令兵,张良莹,姚熹[6](1995)在《多晶铁电薄膜的双层结构模型》一文中研究指出实验观察发现:多晶钛酸铅铁电薄膜的表面层与体内层有不同的结晶和相变特性.根据实验结果,可假设多晶铁电薄膜具有与铁电微粉类似的特征,将表面层描述为小晶粒低应变层;体内层描述为大晶粒高应变层;所有晶粒均被一薄的非铁电层覆盖.据此提出了一个类粉体的双层模型,描述了双层结构的形成过程.利用这一模型,分析了双层结构对多晶铁电薄膜的介电常数、矫顽特性及相变特性的影响.(本文来源于《西安交通大学学报》期刊1995年09期)

铁电双层薄膜论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

基于Landau-Devonshire自由能理论建立了热力学模型,对生长在(001)SrTiO3衬底上的PbZr0.4Ti0.6O3(PZT)/SrTiO3(STO)双层异质外延结构铁电薄膜以及不受约束的双层薄膜的介电响应与调谐率进行了研究。结果表明,在两层薄膜为无约束的自由薄膜情况下,STO厚度占双层薄膜总厚度的百分比为30%时,相对介电响应达到最大值约3.3×105,当两薄膜为异质外延结构时,其百分比为51%时,相对介电响应达到最大值约4×105。同时,调谐率还随外加电场的增大而增大,在临界百分比时,调谐率可达到约99%。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

铁电双层薄膜论文参考文献

[1].刘梦琳.BiFeO_3/BaTiO_3双层铁电薄膜及其在硅上的集成[D].山东大学.2017

[2].王英龙,魏同茹,刘保亭,傅广生.铁电态-顺电态双层薄膜的高介电调谐[J].电子元件与材料.2007

[3].张芹.双层铁电薄膜的性质研究[J].东北师大学报(自然科学版).2004

[4].张芹.双层铁电薄膜性质的研究[J].北华大学学报(自然科学版).2004

[5].张芹,郑植仁.双层铁电薄膜性质的研究[J].吉林大学学报(理学版).2002

[6].刘卫国,孔令兵,张良莹,姚熹.多晶铁电薄膜的双层结构模型[J].西安交通大学学报.1995

论文知识图

(VDF-TrFE)/BNT双层复合铁电薄膜的电...(VDF-TrFE)/BNT双层复合铁电薄膜的表...平均极化随外场E的变化曲线(a)BiCrO3、BiFeO3、BiCrO3/BiFeO3双...梯度铁电薄膜的理论模型不同厚度比值的的P(VDF-TrFE)/BNT双层...

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