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张应力对准同形相界Pb(Zr,Ti)O_3薄膜相变和铁电性能影响

闻心怡  王耘波  周文利  高俊雄  于军  
【摘要】:采用射频磁控溅射法在Pt/TiOx/SiO2/Si基片上制备了以BaPbO3(BPO)为缓冲层的Pb(Zr0.52,Ti0.48)Nb0.04O3(Nb掺杂PZT,PZTN)薄膜.通过调整BPO层厚度,为该PZTN薄膜引入了不同的张应力.当BPO层厚度分别为68nm和135nm时,PZTN薄膜呈现随机取向,采用2θ-sin2ψ法测得薄膜的张应力为0.786和0.92GPa.电学测试表明,张应力较大的PZTN薄膜具有更好的铁电和漏电流性能.当PZTN薄膜张应力为0.786GPa时,剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为41.2μC/cm2和70.7kV/cm,在+5V下漏电流密度分别为6.57×10-7A/cm-2;而当张应力增为0.92GPa时,剩余极化Pr增为44.1μC/cm2,矫顽场Ec减为58.1kV/cm,+5V下漏电流密度为5.54×10-8A/cm-2.以掠射方式对两种PZTN薄膜做精细扫描,并结合结构精修进一步分析,分析表明张应力较大的PZTN薄膜中单斜相成份较多,这可能是其铁电性能更加优异的原因.

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