鈣鈦礦鐵電薄膜的制備及其表面微區(qū)電學性質研究.pdf

1、河南大學博士學位論文鈣鈦礦鐵電薄膜的制備及其表面微區(qū)電學性質研究姓名：郭惠芬申請學位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導教師：杜祖亮20100401河南大學博十學位論文減小的趨勢明顯趨緩；通過接地的方式可以中和部分注入電荷；通過施加反向極化電場的方式可以擦除注入電荷。不同KFM掃描方向的研究顯示，在KFM成像的過程中，注入電荷在探針和薄膜間產(chǎn)生的電場可以導致注入電荷沿探針運動的方向發(fā)生漂移或擴散。在第四章，用脈沖電壓在BaTi03薄膜上構筑了

2、九個點的點陣，在探針移動的軌跡上，我們發(fā)現(xiàn)了一種與點陣中的注入電荷異號的異常帶電現(xiàn)象。研究顯示，在探針路徑一定的情況下，這種異常電荷依賴于點陣中注入電荷的面密度；在點陣中注入電荷一定的情況下，這種異常電荷依賴于探針極化的路徑。我們認為這種與路徑有關的異常電荷是點陣中的注入電荷集體作用的結果：在探針寫極化的過程中，點陣中的所有注入電荷在探針與薄膜間產(chǎn)生了與外加脈沖電場反平行排列的電場，當這個電場大于某一值時將會導致異號電荷的注入。理論計算

3、的結果證明了我們以上關于異常電荷產(chǎn)生機制的正確性。點陣中的注入電荷的集體效應不僅可以導致異常電荷的產(chǎn)生，還可能引起疇的反轉，造成信息的存儲錯誤，因此，寫極化過程中注入鐵電薄膜的電荷必須給以足夠的重視。我們可以通過設計合理的探針路徑等手段來減小注入電荷的集體效應，增加存儲器的存儲密度。在第五章，用S01gel法制備了zr：Ti分別為0：100，10：90和25：75的PZT薄膜。結果顯示，這些薄膜均為具有四方相鈣鈦礦結構的多晶顆粒膜，沒有

4、明顯的生長方向。隨著z晗量的增加，組成薄膜的顆粒尺寸逐漸減小，且疇的結構也逐漸地由復雜的多疇結構轉變?yōu)閱萎牻Y構。具有復雜多疇結構的PbTi03薄膜的PFM研究顯示，在PFM測試過程中，增加測試交流電的振幅可以提高對鐵電疇結構的分辨率，但同時也會導致鐵電疇的反轉。這種測試交流電導致的疇的反轉實驗顯示，PbTi03多晶薄膜具有“s或ps以下的極化反轉速度；在極化反轉過程中鐵電疇遵循向前生長機制；存在一個方向向下的鐵電疇優(yōu)先取向。在電場誘導的