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铋层状结构铁电材料具有优良的铁电性能,如高的剩余极化值、良好的抗疲劳特性、较高的居里温度、较小的漏电流,因而特别适合于高温、高频条件下使用,并且使得该类铁电材料在铁电存储器领域有广泛的应用前景。随着微电子技术的发展和高度集成化趋势对材料的要求,铋层状铁电薄膜材料的制备和性能研究成为目前国际上高度关注的课题。薄膜残余应力是影响铁电薄膜性能和薄膜器件可靠性的一个重要因素,因此,对铁电薄膜中残余应力的研究是铁电薄膜材料制备和性能研究的重要内容。本论文在第一章中对铁电薄膜的发展概况、应用前景、制备方法和目前的研究现状以及拉曼光谱的原理和应用进行了评述。在此基础上,提出了本文的选题依据,即研究铁电薄膜的金属有机物分解(MOD)法制备工艺以及采用拉曼光谱方法测量薄膜材料中的残余应力是基于“铁电薄膜和拉曼光谱的重要应用背景以及残余应力对铁电薄膜性能的影响”。本论文以新兴的铋层状钙钛矿铁电薄膜材料Bi4-xEuxTi3O12(BET)为研究对象。在第二章中,我们运用MOD技术在Pt/Ti/SiO2/Si(111)的基底上制备出了不同退火温度(600℃,650℃,700℃,750℃,800℃)的BET(x=0,0.75,0.85,1)薄膜材料,并详细地介绍了MOD法制备BET薄膜的工艺流程和工艺参数。在第三章中借助X射线衍射、扫描电子显微术和Raman散射比较分析了退火温度以及Eu元素的掺杂量(x)对BET薄膜微观结构的影响。在第四章中用铁电分析仪比较分析了退火温度以及Eu元素的掺杂量(x)对BET薄膜铁电性能的影响。确定了BET薄膜的最佳制备工艺参数为;x=0.85,退火温度为700℃。它在300kV/cm电场强度下的剩余极化强度为81.7μC/cm2,在5V电压下的漏电流强度为1×10-8A/cm2,并且在经过9×109循环后没有出现明显的疲劳。在第五章中,我们测量了外加应力状态下的BET(x=0.85)的拉曼光谱,并对其进行了分析。我们还采用拉曼光谱方法测量了BET(x=0.85)薄膜的残余应力,并对残余应力、退火温度和剩余极化之间的关系进行了分析。我们得到残余应力为张应力,并且随着退火温度的增加而增加,残余应力对薄膜的剩余极化有一定的影响。